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用一只贝壳 科学家窥见7000万年前的日夜

想象你乘坐时光机穿越到了白垩纪,经过艰辛的挣扎求生,你看了眼表,感叹终于到了23:30,还有半小时就成功存活到第二天了!就在这时,一只霸王龙从身后靠近了你,用它的小短手戳了戳你后背:“兄弟你想啥呢,这不都已经第二天了?”

化石中清晰可见浅色和深色互层

你一路逃跑,边跑还边纳闷:“怎么回事啊,说好的一天24小时呢,怎么不一样了?”不用慌张,你应当还在地球上。最近一项发表于《古海洋学与古气候学》的研究显示,在7000万年前的白垩纪晚期,地球的一天只有约23.5小时。

一年372天

地球的自转速率是如何随时间变化的,这对科学家来说是一个有趣的挑战。毕竟,我们无法回到过去直接体验并记录当时的环境。想要了解这些信息,研究者只能像侦探一样,从可能的地质证据中寻找蛛丝马迹。

一种名为Torreites sanchezi的双壳动物的化石,就为远古地球环境的复原提供了高清证据。双壳动物是一种在身体左右两侧具有两瓣对称外壳的软体动物,我们现在吃的蛤蜊、扇贝等都属于双壳类。

双壳类一直是古气候与古环境学中经常使用的研究对象。就像树木拥有年轮一样,它们的壳体也有生长线或生长纹。由于地理位置、气候等因素的不同,树木的生长速度会发生变化,从而影响年轮的疏密及清晰程度。同样,双壳类的生长线也能反映类似的环境条件。

这篇论文研究的化石非常特别,它的生长线精度极高,且保存完好。研究者通过显微镜观察发现,T。sanchezi的壳体中,浅色和深色纹层交替出现,每一组浅色与深色的纹层仅有约40微米厚。这就是它昼夜生长的痕迹——白天长出的壳体颜色浅,夜晚长出的颜色深。日复一日,这些纹层记录下7000万年前的每一天。研究者还发现,浅色和深色纹层的厚度比例呈现出以15天和30天为周期的变化,这很可能代表了潮汐和月度的周期。在此基础上,研究者进一步识别出了季度和年度周期。研究显示,该个体至少生存了9年,其中4年的生长线非常清晰、完整,提供了绝佳的研究材料。

除了肉眼可以看见的颜色变化,研究者还测量了壳体不同纹层中的稳定同位素(δ18O与δ13C)及微量元素(Ca、Mg、Sr、Li)含量,同样从这些化学指标中检测出变化周期。综合两种手段,经过进一步校准,研究者数出在该个体生存的时代,一年中有372±8.4天。考虑到地球公转轨道相对稳定,即每一年的总时长基本不变,由此可以算出,7000万年前的一天只有约23.5小时。

月亮正在远离我们

在地球历史上,一年的天数一直在减少,或者说,每天的时间在持续增加。这是因为月亮引力导致的潮汐摩擦力会使得地球的自转速度变慢,这也被称为“潮汐摩擦”。相对的,潮汐的拉动会使月球在其轨道上略微加速,因此在地球自转变慢的同时,月球的轨道也正在远离地球。通过月球表面的激光测量仪器,测得月球远离我们的速度目前约为每年3.82厘米。

责任编辑: 李华   来源:环球科学 转载请注明作者、出处並保持完整。

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