Древняя ракушка раскрыла, какой была длина дня 70 миллионов лет назад

Москва, 10:49, 10 Мар 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Анализ окаменевшей двустворчатой ​​раковины мелового периода показал, что дни нашей планеты были на полчаса короче 70 миллионов лет назад. Это дает новое понимание о вращении Земли.

В свою очередь, знание этого может теперь помочь ученым более точно вычислить скорость, с которой Луна медленно удаляется от нашей планеты.

Понимание того, как вращение Земли изменилось со временем, является довольно интересной задачей. Мы не можем вернуться в прошлое и испытать это. Мы должны полагаться на то, как наша планета сама зафиксировала эти изменения с течением времени.

Например, изучая, как изменения солнечной радиации, записанные в древних породах, совпадали с солнечными циклами на протяжении десятков тысяч лет, ученые недавно смогли определить, что дни на Земле длились всего 18 часов около 1,4 миллиарда лет назад.

Но получение более детальной информации оказалось несколько сложным. Здесь в игру вступил вымерший двустворчатый моллюск Torreites sanchezi. Этот моллюск происходит от группы двустворчатых моллюсков, которые вымерли в меловом периоде и палеогене 66 миллионов лет назад, и сегодня ничего подобного в природе не существует.

T. sanchezi

Эти двустворчатые моллюски были похожи на вазу с крышкой на более широком конце и доминировали в рифовых экосистемах. Но у них было несколько общих черт с современными моллюсками, одна из которых заключается в том, что их раковины росли со скоростью одного слоя в день.

Подобно тому, как годичные кольца содержат информацию про год, в котором они выросли, эти кольца на раковинах также могут быть проанализированы. В частности, они могут выявить водные условия, такие как температура и химический состав, в ежедневных временных масштабах, показывая нам, как жили эти животные.

«У нас есть от четырех до пяти точек данных в день, и это почти то, чего вы почти никогда не получите в геологической истории», — пояснил геохимик Нильс де Винтер из Университета Брюже в Брюсселе. «Мы можем смотреть на день 70 миллионов лет назад. Это довольно удивительно».

Ход исследования

Команда ученых получила один экземпляр T. sanchezi и подвергла его различным методам анализа, включая масс-спектрометрию, микроскопию, анализ стабильных изотопов и микро-рентгеновскую флуоресценцию.

Химический анализ раковин показал, что океаны были намного теплее 70 миллионов лет назад. Двустворчатый моллюск процветал в водах, температура которых достигала 40 градусов по Цельсию летом и более 30 градусов по Цельсию зимой.

Кольца раковины также показывают сезонную изменчивость. Например, в современных моллюсках слои, выращенные зимой, будут темнее. Такая сезонная изменчивость позволяет ученым идентифицировать годовые временные рамки в пределах линий, видимых в раковине, поскольку сезонные кольца соответствуют друг другу.

Выводы

Команда использовала этот аспект для расчета продолжительности дня, когда жил двустворчатый моллюск. Они определили, что их окаменелый T. sanchezi прожил девять лет. Затем они подсчитывали кольца в каждом году, как визуально, так и химически. Если бы вы сделали это сегодня, вы бы получали 365 колец в год — но вместо этого они получали 372.

Мы знаем, что продолжительность года осталась примерно одинаковой, поскольку орбита Земли не изменилась. Таким образом, это означает, что продолжительность дня, определяемая скоростью вращения Земли, должна была измениться с того времени, увеличившись с 23,5 до 24 часов.

То, что вращение Земли замедляется, на самом деле довольно хорошо установлено, и оно довольно убедительно связано с Луной, потому что замедление вращения Земли вызвано трением от приливов Земли. Этот эффект так и называется — приливное трение.

Эти приливы вызваны гравитационным притяжением Луны, которое заставляет их выпирать над поверхностью нашей планеты. Однако вращение Земли искажает выпуклость немного впереди положения Луны на орбите вокруг планеты. Это создает вращательную силу между двумя телами, которая ускоряет Луну, заставляя ее постепенно удаляться от Земли.

В настоящее время Луна отдаляется от Земли со скоростью около 3,82 сантиметра в год, что определяется точными измерениями, в которых используются лазеры, отраженные от маркеров, установленных там астронавтами во время миссий «Аполлон».

Если бы мы использовали эту скорость для экстраполяции исходного положения Луны 4,5 миллиарда лет назад (когда мы думаем, что она сформировалась), то что-то не складывается: спутник был бы так близко к нашей планете, что он был бы разорван приливными силами.

Это приводит ученых к выводу, что скорость, с которой Луна удаляется, вероятно, со временем возросла. Но точно, насколько быстро она удалялся в любой момент времени, трудно определить.

Нахождение большего количества геологических записей, которые позволят нам рассчитать продолжительность дней в разных точках истории Земли, поможет нам точнее построить ускорение Луны; в свою очередь, тогда мы могли бы узнать, когда образовалась наша Луна. И нахождение этих точек данных — именно то, на что надеется команда, даже с помощью более старых окаменелостей раковин моллюсков.