七千萬年前的一天有多長 聽聽白堊紀海底貝殼怎麼說

如果你回到7000萬年前的白堊紀，你會發現太陽和月亮穿過天空的速度更快，明天會比預期的更快。

根據對白堊紀晚期貝殼的一項新研究，在恐龍時代結束時，地球的自轉速度比今天快，一年372天。貝殼上的新發現讓我們不禁要問:在過去的45億年裡，地球自轉變化了多少？誰是幕後操縱者？

雷射鑽孔探索白堊紀秘密

美國地理學會(American Geological Society)3月發表在《古海洋學和古氣候學》期刊上的一項新研究稱，白堊紀晚期的軟體動物殼化石揭示了一個秘密:在恐龍時代結束時，地球的自轉速度比今天快，每年372次，而目前是365次。這意味著白堊紀只持續了23個半小時。

科學家正在研究的是白堊紀海底貝殼化石。7000萬年後的今天，人們在阿曼乾旱的山區發現了它。

它被命名為「託裡特桑切斯」，看起來像是歐洲常見的帶蓋子的粗陶啤酒杯。這種古老軟體動物的兩個殼像不對稱的牡蠣一樣鉸接在一起。它們像現代牡蠣一樣與水下暗礁緊密相連。在白堊紀時期，它們在世界海洋中被發現。

科學家分析的古代軟體動物屬於已滅絕的各種「蛤蜊」。這種生物長得非常快，每天都會一個接一個地跳起來。

這項新的研究使用雷射取樣並獲取微小的貝殼切片，這比以前使用顯微鏡的方法更精確。在精確計算了年輪之後，研究人員能夠確定白堊紀在一年中比現在有更多的天數。

新方法將雷射聚焦在一個小外殼上，鑽一個直徑為10微米(紅細胞大小)的孔，並取一點樣本。這些微小樣品中的微量元素揭示了殼形成時水的溫度和化學成分。還能在一天內準確測量出年輪的寬度、數量和季節變化。

隨著新技術的高解析度，我們從未見過古代雙殼類動物如何快速生長，甚至在一天內就決定了水質的變化。

「在地質研究史上，一個生長日可以採集4到5個數據點幾乎是前所未有的。我們基本上可以把握7000萬年前的那一天。這真是太神奇了。」布魯塞爾比利時自由大學的科學家德溫特說。

享受太陽能的珊瑚礁創造者(000591，古巴)

貝殼的化學分析表明，白堊紀晚期的海洋溫度比以前認為的要高，夏天達到40攝氏度，冬天超過30攝氏度。德溫特說，40攝氏度接近軟體動物的生理極限。

在白堊紀晚期，這種貝殼是一種造礁生物，就像今天珊瑚扮演的角色一樣。新的研究還證實，軟體動物可能與光合生物共存，併合作產生一個與當前珊瑚礁一樣大的「殼礁」。

六千六百萬年前，「託裡特桑切斯」貝殼隨著恐龍滅絕了。「這是一種非常特殊的雙殼動物。今天沒有像它這樣的貝殼。」德溫特說，「在白堊紀晚期，世界上大多數造礁者都是這些雙殼類動物。因此，他們確實有能力像珊瑚一樣建造生態系統。」

研究發現，一天中貝殼生長的變化比季節或潮汐周期的變化大33，354倍，而且白天比晚上長得快得多。這表明這種殼非常依賴太陽，這表明它有光合能力。

這很有趣:太陽是古代軟體動物的食物和衣服的父母，這不同於用來過濾水中食物的貝殼。德溫特說，白堊紀的貝殼很可能與光合生物共存，如藻類。

以前，一些科學家也推測古貝殼可能是光共生體，但沒有直接證據。這項研究是第一次提供可信的證據。

為什麼地球自轉變慢了

從貝殼的生長可以清楚地看到晝夜的節奏，一年的周期也很明顯。科學家計算了貝殼每年生長的天數，發現一年有372個晝夜。這不是意外，因為科學家知道過去的日子比現在短。然而，我們不知道晚白堊世會持續多久。這個精確的數字將幫助我們研究一個重大的天文問題。

一年的時間在古代和現代基本相同，因為地球圍繞太陽的軌道不會改變。然而，由於海潮的摩擦，時間發生了變化，地球自轉越來越慢。

我們知道月球的引力將地球上的海水吸引到靠近月球的一側。海水像剎車墊一樣摩擦著地球，拖著地球旋轉，因此一天的長度一直在穩步增加。

潮汐也會影響月亮。它不僅會逐漸鎖定月球，使其永遠面向地球，還會加速月球。現在，月球正以每年3.82釐米的速度遠離地球。阿波羅登陸月球後，反射器留在月球表面。精確的雷射反射測量了這個數字。

威斯康星大學麥迪遜分校地球科學教授史蒂芬·梅爾斯(Stephen meyers)做了一個類比:「當月亮移動時，地球就像一個旋轉的花樣滑冰運動員，伸展雙臂時速度會變慢。」

但是科學家也知道月球移動的速度不是恆定的。如果它是每年3.82釐米，那麼據計算，月球在14億年前離開了地球。許多證據表明，月球和地球之間的相互作用要古老得多，最有可能是45億年前，在地球上可以看到月球。

因此，我們不知道古代月亮離地球有多遠。這也是為什麼白堊紀的外殼如此重要，以至於我們可以從中推斷出月球和地球之間的相互作用歷史。

7000萬年對德溫特和他的同事來說還不夠老。科學家們還希望將新方法應用於更古老的化石，看看是否有新的發現。

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14億年前的一天有多長？

這個問題似乎無法探究。但是科學家仍在試圖回答。2018年6月發表於《美國國家科學院院刊》的一項研究推測，14億年前，地球上每天有超過18個小時。

首先，地球在太空中的運動受到其他天體引力的影響，它的規律在變化，有著複雜的節奏。地球公轉、自轉和自轉軸擺動的規律性變化，被稱為米蘭科維奇周期——塞爾維亞米蘭科維奇首先計算了地球的偏心率、軸向傾角和軌道進動在過去數百萬年中的變化，並認為這些參數與地球的冰期有關。

例如，米蘭科維奇認為地球軌道的傾角每26000年完成一個完整的進動周期。同時，橢圓軌道的旋轉也引導著緩慢的21000年中季節和軌道之間的變化。另一方面，地球旋轉軸和軌道平面之間的傾角在22.1度和24.5度之間擺動(也稱為章動)，周期為41，000年。當前角度為23.44度，並且仍在減小。

幾年前，像威斯康星大學麥迪遜分校的史蒂芬·邁耶斯這樣的科學家試圖在一億年的時間裡觀察搖滾唱片中的這種節奏。

梅爾斯與哥倫比亞大學的馬林諾合作，將2015年開發的一種統計方法(用於處理時間上的不確定性)與天文理論、地質數據和一種稱為貝葉斯反演的複雜算法相結合，以便研究人員能夠更好地消除最麻煩的蝴蝶效應。早期——地質記錄中的小錯誤會導致巨大的不確定性。

他們在兩份地質記錄上測試了這種方法，一份來自14億年前中國北部的下馬嶺地層，另一份來自5500萬年前南大西洋的沃爾維斯海脊(600558，古巴)。

通過這種方法，他們可以從地質記錄中的巖層中可靠地評估地球旋轉軸的方向及其軌道形狀在不同時期的變化，同時消除不確定性。他們還確定了一天的長度以及地球和月球之間的距離。他們的結論之一是:14億年前，地球上一天至少有18個小時。