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用一隻貝殼 科學家窺見7000萬年前的日夜

想像你乘坐時光機穿越到了白堊紀,經過艱辛的掙扎求生,你看了眼表,感嘆終於到了23:30,還有半小時就成功存活到第二天了!就在這時,一隻霸王龍從身後靠近了你,用它的小短手戳了戳你後背:「兄弟你想啥呢,這不都已經第二天了?」

化石中清晰可見淺色和深色互層

你一路逃跑,邊跑還邊納悶:「怎麼回事啊,說好的一天24小時呢,怎麼不一樣了?」不用慌張,你應當還在地球上。最近一項發表於《古海洋學與古氣候學》的研究顯示,在7000萬年前的白堊紀晚期,地球的一天只有約23.5小時。

一年372天

地球的自轉速率是如何隨時間變化的,這對科學家來說是一個有趣的挑戰。畢竟,我們無法回到過去直接體驗並記錄當時的環境。想要了解這些信息,研究者只能像偵探一樣,從可能的地質證據中尋找蛛絲馬跡。

一種名為Torreites sanchezi的雙殼動物的化石,就為遠古地球環境的復原提供了高清證據。雙殼動物是一種在身體左右兩側具有兩瓣對稱外殼的軟體動物,我們現在吃的蛤蜊、扇貝等都屬於雙殼類。

雙殼類一直是古氣候與古環境學中經常使用的研究對象。就像樹木擁有年輪一樣,它們的殼體也有生長線或生長紋。由於地理位置、氣候等因素的不同,樹木的生長速度會發生變化,從而影響年輪的疏密及清晰程度。同樣,雙殼類的生長線也能反映類似的環境條件。

這篇論文研究的化石非常特別,它的生長線精度極高,且保存完好。研究者通過顯微鏡觀察發現,T。sanchezi的殼體中,淺色和深色紋層交替出現,每一組淺色與深色的紋層僅有約40微米厚。這就是它晝夜生長的痕跡——白天長出的殼體顏色淺,夜晚長出的顏色深。日復一日,這些紋層記錄下7000萬年前的每一天。研究者還發現,淺色和深色紋層的厚度比例呈現出以15天和30天為周期的變化,這很可能代表了潮汐和月度的周期。在此基礎上,研究者進一步識別出了季度和年度周期。研究顯示,該個體至少生存了9年,其中4年的生長線非常清晰、完整,提供了絕佳的研究材料。

除了肉眼可以看見的顏色變化,研究者還測量了殼體不同紋層中的穩定同位素(δ18O與δ13C)及微量元素(Ca、Mg、Sr、Li)含量,同樣從這些化學指標中檢測出變化周期。綜合兩種手段,經過進一步校準,研究者數出在該個體生存的時代,一年中有372±8.4天。考慮到地球公轉軌道相對穩定,即每一年的總時長基本不變,由此可以算出,7000萬年前的一天只有約23.5小時。

月亮正在遠離我們

在地球歷史上,一年的天數一直在減少,或者說,每天的時間在持續增加。這是因為月亮引力導致的潮汐摩擦力會使得地球的自轉速度變慢,這也被稱為「潮汐摩擦」。相對的,潮汐的拉動會使月球在其軌道上略微加速,因此在地球自轉變慢的同時,月球的軌道也正在遠離地球。通過月球表面的雷射測量儀器,測得月球遠離我們的速度目前約為每年3.82厘米。

責任編輯: 李華  來源:環球科學 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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