70 milinów lat temu, gdy era panowania dinozaurów dobiegała końca, Ziemia obracała się szybciej niż dziś. Wykonywała 372 obroty w ciągu roku, w porównaniu z 365 obecnie – wynika z badań skamieniałej skorupy małża z epoki kredy. Oznacza to, że dzień trwał wówczas 23 i pół godziny.
Starożytne mięczaki, pochodzące z wymarłego rzędu niezwykle różnorodnych małży zwanych rudystami, rozwijały się szybko, zaznaczając to codziennymi pierścieniami przyrostu na skorupie. Naukowcy w nowych badaniach opublikowanych na łamach pisma „Paleoceanography and Paleoclimatology” wykorzystali najnowocześniejsze technologie do dokładniejszego obliczenia pierścieni na skorupie skamieniałego przedstawiciela rudystów pochodzącego z okresu kredy. To pozwoliło uczonym ustalić liczbę dni w roku oraz dokładniej obliczyć długość doby w tamtych czasach.
70 mln lat temu dzień był o pół godziny krótszy
Zrozumienie, jak zmieniała się rotacja Ziemi na przestrzeni milionów lat jest dość interesującym wyzwaniem. Nie można się cofnąć w czasie, by to zmierzyć. Zamiast tego naukowcy muszą polegać na zarejestrowanych zapisach tych zmian. Chociażby na skorupie pradawnego mięczaka Torreites sanchezi. Analiza skorupy skamieniałego małża sprzed 70 milinów lat wykazała, że w czasach dinozaurów dni na naszej planecie były o pół godziny krótsze. Ta wiedza może pomóc naukowcom w dokładniejszym ustaleniu tempa, w jakim Księżyc oddala się od Ziemi.
Wysoka szczegółowość uzyskana w nowym badaniu w połączeniu z szybkim tempem wzrostu starożytnych małży ujawniła niespotykane dotąd szczegóły na temat życia tych organizmów i warunków wodnych, w jakich wzrastały.
– Mamy około czterech do pięciu punktów danych na każdy dzień i jest to coś, co bardzo trudno dostać w historii geologicznej. Możemy zasadniczo spojrzeć na dzień sprzed 70 milionów lat. To niesamowite – powiedział Niels de Winter z Vrije Universiteit Brussel, główny autor nowego badania.
Rekonstrukcje klimatyczne z głębokiej przeszłości zazwyczaj opisują długoterminowe zmiany, które zachodziły w skali dziesiątek tysięcy lat. Badania takie jak to dają wgląd w zmiany następujące w krótszych okresach.
Pradawne małże
Podobnie jak pierścienie drzew mogą poinformować uczonych o warunkach panujących w roku, w którym wzrastały, pierścienie skorup małż również mogą dać cenne informacje. Mięczak, którego skamielina została wykorzystana w badaniach, żył około dziewięciu lat w płytkim dnie morskich w tropikach. Miejsce to obecnie jest suchym lądem i leży w górach Omanu. W późnej kredzie małże podobne do T. sanchezi zdominowały rafy w tropikalnych wodach na całym świecie, wypełniając rolę, jaką pełnią dziś koralowce. Zniknęły w tym samym kataklizmie, który zabił dinozaury 66 milionów lat temu.
Zespół naukowców poddał skamielinę małża różnorodnym technikom analizy, w tym spektrometrii mas, mikroskopii, analizie izotopowej czy mikro fluorescencji rentgenowskiej. Pierwiastki śladowe w próbkach ujawniły informacje o temperaturze i chemii wody w czasie formowania się skorupy. Analiza skorupy wskazała, że temperatury oceanów 70 milionów lat temu były wyższe w niż do tej pory szacowano. Osiągały około 40 stopni Celsjusza latem i przekraczały 30 stopni Celsjusza zimą. De Winter zauważył, że wysokie letnie temperatury prawdopodobnie zbliżały się do fizjologicznych limitów mięczaków.
Pierścienie na skorupach małż wykazują sezonową zmienność. Na przykład u współczesnych małż warstwy wyhodowane zimą są ciemniejsze. Taka zmienność umożliwiła naukowcom identyfikację rocznych skal czasowych w obrębie pierścieni widocznych w skorupie pradawnego mięczaka. Dalsza analiza dostarczyła dokładnych pomiarów szerokości i liczby dziennych pierścieni wzrostu.
Badania wykazały, że skład skorupy zmieniał się bardziej w ciągu dnia niż w ciągu pór roku. Skorupa rosła znacznie szybciej w ciągu dnia niż w nocy. – Ta małża była bardzo silnie uzależniona od codziennego cyklu pływów morskich, co sugeruje, że miała fotosymbionty. Rytm dnia i nocy został rejestrowany w skorupce – powiedział de Winter dodając, że mięczaki te prawdopodobnie tworzyły związki symbiotyczne z innymi gatunkami, które czerpały energię ze światła słonecznego i miały wpływ na wzrost małża, podobnie jak dzisiaj robi to przydacznia olbrzymia z glonami symbiotycznymi.
Oddalanie się Księżyca od Ziemi
Zespół wykorzystał ten aspekt do obliczenia długości dnia w czasach, kiedy żyła małża. Uczeni naliczyli 372 warstwy dzienne dla każdego rocznego przedziału. Naukowcy od dawna wiedzą, że dni w przeszłości były krótsze. Długość roku była stała w historii Ziemi, ponieważ orbita Ziemi wokół Słońca się nie zmieniła. Ale liczba dni w ciągu roku zmniejszyła się z czasem. Dni stały się dłuższe.
Długość dnia stale rośnie i ma to związek z grawitacją Księżyca. Jej wpływ i związane z nim siły pływowe spowalniają obrót Ziemi i powodują, że oddala się on od naszej planety. Obecnie Srebrny Glob odsuwa się od Ziemi z prędkością 3,82 centymetra rocznie. Ale nie zawsze tak było. Księżyc nie mógł oddalać się w tym tempie w całej swojej historii, bo cofając się z tą prędkością Księżyc znalazłby się na Ziemi zaledwie 1,4 miliarda lat temu. Z innych badań wiemy, że nasz naturalny satelita jest znacznie starszy i prawdopodobnie powstał w wyniki potężnej kolizji na początku historii Ziemi, około 4,5 miliarda lat temu.
Szybkość oddalania się Księżyca od Ziemi zmieniała się w czasie, a informacje z przeszłości, jak te zapisane w skorupie pradawnego małża, pomagają badaczom odtworzyć tę historię. W historii Księżyca 70 milionów lat jest mrugnięciem oka, dlatego de Winter i jego koledzy mają nadzieję zastosować metodę dopracowaną w tych badaniach do starszych skamielin. Dzięki temu być może uda się uchwycić zapis dni z jeszcze głębszej historii naszej planety.
Źródło: American Geophysical Union, fot. NASA
