七千万年前的一天有多长 听听白垩纪海底贝壳怎么说

七千万年前的那一天有多长?听听白垩纪海底贝壳说的话

如果你回到7000万年前的白垩纪,你可能会发现太阳和月亮在天空移动得更快,明天会比预期的更快。

根据白垩纪晚期对贝壳的一项新研究,当恐龙时代即将结束时,地球比今天旋转得更快,一年372天。贝壳上的新发现让我们不禁要问:在过去的45亿年里,地球自转变化了多少?谁是幕后操纵者?

激光钻孔探索白垩纪的秘密

美国地理学会3月刊《古海洋学和古气候学》的一项新研究称,白垩纪晚期的软体动物壳化石揭示了一个秘密:在恐龙时代结束时,地球比今天旋转得更快,每年372次,而现在是365次。这意味着白垩纪只持续了23个半小时。

科学家正在研究白垩纪海底贝壳化石。7000万年后的今天,人们在阿曼干旱的山区发现了它。

它的名字叫托里特桑切斯,它看起来像欧洲常见的带盖子的粗糙的陶制啤酒杯。这种古老软体动物的两个壳像不对称的牡蛎一样铰接在一起。它们像现代牡蛎一样与水下暗礁紧密相连。在白垩纪时期,它们在世界海洋中被发现。

科学家分析的古代软体动物属于已灭绝的各种“蛤蜊”。这种生物长得非常快,每天都会一个接一个地跳起来。

新的研究使用激光来取样和获取微小的贝壳切片,这比以前使用显微镜的方法更精确。在精确计算了年轮之后,研究人员能够确定白垩纪在一年中比现在有更多的天数。

新方法将激光聚焦在一个小外壳上,钻一个直径为10微米(红细胞大小)的孔,并取一点样本。这些微小样品中的微量元素揭示了壳形成时水的温度和化学成分。还能在一天内准确测量出年轮的宽度、数量和季节变化。

新技术的高分辨率观察到了古代双壳类动物如何快速生长,甚至决定了一天内水质的变化。

"一个生长日可能需要4到5个数据点,这在地质研究史上几乎是前所未有的。我们基本上可以把握7000万年前的那一天。这真是太神奇了。”布鲁塞尔比利时自由大学的科学家德温特说。

享受太阳能的造礁者

贝壳的化学分析显示,白垩纪晚期的海洋温度比以前想象的要高,夏天达到40摄氏度,冬天超过30摄氏度。德温特说,40摄氏度接近软体动物的生理极限。

在白垩纪晚期,这种贝壳是一种造礁生物,就像今天珊瑚扮演的角色一样。新的研究还证实,软体动物可能与光合生物共存,并合作产生一个与当前珊瑚礁一样大的“壳礁”。

六千六百万年前,“托里特桑切斯”贝壳随着恐龙灭绝了。“这是一种非常特殊的双壳动物。今天没有像它这样的贝壳。”德温特说,“在白垩纪晚期,世界上大多数造礁者都是这些双壳类动物。因此,他们确实有能力像珊瑚一样建造生态系统。”

研究发现,一天中贝壳生长的变化比季节或潮汐周期的变化大33,354倍,白天的生长速度比夜晚快得多。这表明这种壳非常依赖太阳,这表明它有光合能力。

这很有趣:太阳是古代软体动物的食物和衣服的父母,这不同于用来过滤水中食物的贝壳。德温特说,白垩纪的贝壳很可能与光合生物共存,如藻类。

以前,一些科学家也推测古贝壳是否是光共生体,但是没有直接的证据。这项研究是第一次提供可信的证据。

为什么地球自转变慢了?

因为从贝壳的生长可以清楚地看到昼夜的节奏,一年的周期也很明显。科学家计算了贝壳每年生长的天数,发现一年有372个昼夜。这不是意外,因为科学家知道过去的日子比现在短。然而,我们不知道晚白垩世会持续多久。这个精确的数字将帮助我们研究一个重大的天文问题。

在古代,一年的时间基本相同

我们知道月球的引力将地球上的海水吸引到靠近月球的一侧。海水像刹车垫一样摩擦着地球,拖着地球旋转,因此一天的长度一直在稳步增加。

潮汐也会影响月亮。它不仅逐渐锁住月球,使它永远面向地球,而且还加速了月球。现在,月球正以每年3.82厘米的速度远离地球。阿波罗登陆月球后,反射器留在月球表面。精确的激光反射测量了这个数字。威斯康辛大学麦迪逊分校的地球科学教授斯蒂芬梅耶斯(Stephen meyers)做了一个类比:“当月亮移动时,地球就像一个旋转的花样滑冰运动员,伸展双臂时速度会变慢。”

但是科学家也知道月球移动的速度不是恒定的。如果它是每年3.82厘米,那么据计算,月球在14亿年前离开了地球。许多证据表明,月球和地球之间的相互作用要古老得多,最有可能是45亿年前,在地球上可以看到月球。

因此,我们不知道古代月亮离地球有多远。这也是为什么白垩纪的外壳如此重要,以至于我们可以从中推断出月球和地球之间的相互作用历史。

7000万年对德温特和他的同事来说还不够老。科学家们还希望将新方法应用于更古老的化石,看看是否有新的发现。

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14亿年前的一天有多长?

这个问题似乎无法探究。但是科学家仍在试图回答。2018年6月发表于《美国国家科学院院刊》的一项研究推测,14亿年前,地球上每天有超过18个小时。

首先,地球在太空中的运动受到其他天体引力的影响,它的规律在变化,有着复杂的节奏。地球公转、自转和自转轴摆动的规律性变化,被称为米兰科维奇周期塞尔维亚米兰科维奇首先计算了地球的偏心率、轴向倾角和轨道进动在过去数百万年中的变化,并认为这些参数与地球的冰期有关。

例如,米兰科维奇认为地球轨道的倾角每年完成一个完整的进动周期。与此同时,椭圆轨道的旋转也引导着季节之间的变化和轨道缓慢的年份。另一方面,地球旋转轴和轨道平面之间的倾角在22.1度和24.5度之间摆动(也称为章动),周期为一年,当前角度为23.44度,仍在减小。

几年前,像威斯康星大学麦迪逊分校的斯蒂芬迈耶斯这样的科学家试图在1亿年的时间里观察摇滚唱片中的这种节奏。

meyers与哥伦比亚大学的Marinvino合作,将2015年开发的一种统计方法(用于处理跨时间的不确定性)与天文学理论、地质数据和一种称为贝叶斯反演的复杂算法相结合,以便研究人员能够更好地消除蝴蝶效应,这是最麻烦的,早期地质记录中的小误差会导致巨大的不确定性。

他们在两份地质记录上测试了这种方法,一份来自14亿年前中国北部的拆装地层,另一份来自5500万年前南大西洋的沃尔维斯海脊。

通过这种方法,他们可以从地质记录中的岩层中可靠地评估地球旋转轴的方向及其轨道形状在不同时期的变化,同时消除不确定性。他们还确定了一天的长度以及地球和月球之间的距离。他们的结论之一是:14亿年前,地球上一天至少有18个小时。

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