Gamle skal viser, at dage var en halv time kortere for 70 millioner år siden

Jorden drejede hurtigere i slutningen af ​​dinosaurernes tid, end den gør i dag, roterer 372 gange om året, sammenlignet med de nuværende 365, ifølge en ny undersøgelse af fossile bløddyrskaller fra det sene kridttid. Det betyder, at en dag kun varede 23 og en halv time, ifølge den nye undersøgelse i AGUs tidsskrift Paleoceanografi og palæoklimatologi .

Det gamle bløddyr, fra en uddød og meget forskelligartet gruppe kendt som rudistmuslinger, voksede hurtigt, nedlægning af daglige vækstringe. Den nye undersøgelse brugte lasere til at prøve små skiver af skal og tælle vækstringene mere nøjagtigt end menneskelige forskere med mikroskoper.

Vækstringene gjorde det muligt for forskerne at bestemme antallet af dage i et år og mere præcist beregne længden af ​​en dag for 70 millioner år siden. Den nye måling informerer modeller om, hvordan Månen blev dannet, og hvor tæt på Jorden den har været i løbet af Jord-Måne-gravitationsdansens 4,5 milliarder år lange historie.

Den nye undersøgelse fandt også bekræftende beviser for, at bløddyrene husede fotosyntetiske symbionter, der kan have ført til bygning af rev på størrelse med moderne koraller.

Den høje opløsning opnået i det nye studie kombineret med den hurtige væksthastighed af de gamle muslinger afslørede hidtil usete detaljer om, hvordan dyret levede og vandforholdene, det voksede i, ned til en brøkdel af en dag.

"Vi har omkring fire til fem datapunkter om dagen, og det er noget, man næsten aldrig får i geologisk historie. Vi kan dybest set se på en dag for 70 millioner år siden. Det er ret fantastisk, sagde Niels de Winter, en analytisk geokemiker ved Vrije Universiteit Brussel og hovedforfatteren af ​​det nye studie.

Klimarekonstruktioner af den dybe fortid beskriver typisk langsigtede ændringer, der sker på en skala af titusinder af år. Undersøgelser som denne giver et glimt af forandringer på levende tings tidsskala og har potentialet til at bygge bro mellem klima- og vejrmodeller.

Kemisk analyse af skallen indikerer, at havtemperaturerne var varmere i den sene kridttid end tidligere antaget, når 40 grader Celsius (104 grader Fahrenheit) om sommeren og overstiger 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit) om vinteren. Sommerens høje temperaturer nærmede sig sandsynligvis de fysiologiske grænser for bløddyr, sagde de Winter.

"Den høje troværdighed af dette datasæt har gjort det muligt for forfatterne at drage to særligt interessante slutninger, der hjælper med at skærpe vores forståelse af både Kridt-astrokronologi og rudistisk palæobiologi, " sagde Peter Skelton, en pensioneret lektor i palæobiologi ved Det Åbne Universitet og en rudistekspert uden tilknytning til det nye studie.

Gamle rev-byggere

Den nye undersøgelse analyserede et enkelt individ, der levede i over ni år på en lavvandet havbund i troperne - et sted, som nu, 70 millioner år senere, tørt land i Omans bjerge.

Torreites sanchezi bløddyr ligner høje pintglas med låg formet som bjørneklo-kager. De gamle bløddyr havde to skaller, eller ventiler, der mødtes i et hængsel, som asymmetriske muslinger, og voksede i tætte rev, som moderne østers. De trivedes i vand flere grader varmere på verdensplan end moderne oceaner.

I det sene kridttid, rudister kan lide T. sanchezi dominerede rev-bygningsnichen i tropiske farvande rundt om i verden, udfylder korallernes rolle i dag. De forsvandt i samme begivenhed, som dræbte de ikke-fugle dinosaurer for 66 millioner år siden.

"Rudister er ret specielle muslinger. Der er intet som det at leve i dag, " sagde de Winter. "I det sene kridttid, især, på verdensplan er de fleste revbyggere disse toskallede. Så de påtog sig virkelig den økosystemopbyggende rolle, som korallerne har i dag."

Den nye metode fokuserede en laser på små stykker skal, lave huller 10 mikrometer i diameter, eller omtrent lige så bred som et rødt blodlegeme. Sporstoffer i disse bittesmå prøver afslører information om temperaturen og kemien af ​​vandet på det tidspunkt, hvor skallen blev dannet. Analysen gav nøjagtige målinger af bredden og antallet af daglige vækstringe samt sæsonbestemte mønstre. Forskerne brugte årstidsvariationer i den fossiliserede skal til at identificere år.

Den nye undersøgelse viste, at sammensætningen af ​​skallen ændrede sig mere i løbet af en dag end over årstider, eller med tidevandets cyklusser. Den fine-skala opløsning af de daglige lag viser, at skallen voksede meget hurtigere i løbet af dagen end om natten

"Denne toskallede var en meget stærk afhængighed af denne daglige cyklus, hvilket tyder på, at det havde fotosymbioner, " sagde de Winter. "Du har dag-nat-rytmen af ​​lyset, der registreres i skallen."

Dette resultat tyder på, at dagslys var vigtigere for det gamle bløddyrs livsstil, end man kunne forvente, hvis det brød sig selv primært ved at filtrere mad fra vandet, som moderne muslinger og østers, ifølge forfatterne. De Winter sagde, at bløddyrene sandsynligvis havde et forhold til en iboende symbiotisk art, der ernærede sig af sollys, ligner levende kæmpemuslinger, som rummer symbiotiske alger.

"Indtil nu, alle offentliggjorte argumenter for fotosymbiose hos rudister har i det væsentlige været spekulative, baseret på blot suggestive morfologiske træk, og i nogle tilfælde var beviseligt fejlagtige. Dette papir er det første, der giver overbevisende beviser til fordel for hypotesen, " sagde Skelton, men advarede om, at den nye undersøgelses konklusion var specifik for Torreites og kunne ikke generaliseres til andre rudister.

Månen tilbagetog

De Winters omhyggelige optælling af antallet af daglige lag fandt 372 for hvert årligt interval. Dette var ikke en overraskelse, fordi forskerne ved, at dagene var kortere i fortiden. Resultatet er, imidlertid, den mest nøjagtige nu tilgængelig for den sene kridttid, og har en overraskende anvendelse til at modellere udviklingen af ​​Jord-Måne-systemet.

Længden af ​​et år har været konstant gennem Jordens historie, fordi Jordens kredsløb om Solen ikke ændres. Men antallet af dage inden for et år er blevet kortere over tid, fordi dagene er blevet længere. Længden af ​​en dag er vokset støt længere som friktion fra havvande, forårsaget af månens tyngdekraft, bremser jordens rotation.

Tidevandets træk accelererer Månen lidt i sin bane, så som jordens spin aftager, månen bevæger sig længere væk. Månen trækker sig væk fra Jorden med 3,82 centimeter (1,5 tommer) om året. Præcise lasermålinger af afstanden til Månen fra Jorden har demonstreret denne stigende afstand, siden Apollo-programmet efterlod nyttige reflektorer på Månens overflade.

Men videnskabsmænd konkluderer, at månen ikke kunne have været tilbage i denne hastighed gennem hele sin historie, fordi at projicere dens fremskridt lineært tilbage i tiden ville sætte Månen inde i Jorden for kun 1,4 milliarder år siden. Forskere ved fra andre beviser, at månen har været med os meget længere, højst sandsynligt samles i kølvandet på en massiv kollision tidligt i Jordens historie, for over 4,5 milliarder år siden. Så månens tilbagetrækningshastighed har ændret sig over tid, og information fra fortiden, som et år i en gammel muslinges liv, hjælper forskere med at rekonstruere den historie og model for månens dannelse.

Fordi i Månens historie, 70 millioner år er et blink i tiden, de Winter og hans kolleger håber at kunne anvende deres nye metode på ældre fossiler og fange øjebliksbilleder af dage endnu dybere i tiden.