Hat die Menschheit alles falsch gemacht? Wir sind damit beschäftigt, mit unseren futuristischen, ultrastarken Teleskopen ins All zu starren, fasziniert von ätherischen Nebeln und anderen wundersamen Objekten, und versuchen, die gut gehüteten Geheimnisse des Universums zu lüften. Es stellte sich heraus, dass uns bescheidene, uralte Muscheln auch etwas zu sagen haben.
Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Paleoceanography and Paleoclimatology der American Geophysical Union veröffentlicht wurde, liefert Beweise dafür, dass die Tageslänge auf der Erde seit der Kreidezeit zugenommen hat. Die Studie trägt den Titel „ Chemische Variabilität im subtäglichen Maßstab in aTorreites SancheziRudist Shell: Implikationen für die rudistische Paläobiologie und den Tag-Nacht-Zyklus der Kreidezeit .“ Der Hauptautor ist Neils de Winter, analytischer Geochemiker an der Vrije Universiteit Brüssel.
Die Kreidezeit begann vor etwa 145 Millionen Jahren (mya) und endete vor etwa 65 Millionen Jahren. Während dieser Zeit gab es eine Familie von Mollusken, die heute ausgestorben ist, genannt Rudistische Muscheln . Sie bauten Riffe, genau wie moderne Korallen es heute tun. Rudistenmuscheln waren schnellwüchsig, das heißt, sie legten Jahresringe ab, wie in einem Baum. Aber anstatt jedes Jahr einen Wachstumsring, legten sie jeden Tag einen. In der Studie verwendete das Wissenschaftlerteam Laser, um die Schale in winzige Scheiben zu schneiden. Dadurch konnte das Team die Ringe viel genauer zählen als mit der üblichen Methode: mit einem Mikroskop.
In ihrem Beitrag weisen die Autoren darauf hin, dass die Technik viel Potenzial hat. „In Kombination mit langfristigen Klimaaufzeichnungen verbessern solche hochauflösenden ‚Schnappschuss‘-Rekonstruktionen das aktuelle Verständnis der Dynamik des Treibhausklimas und der Auswirkungen des schnellen Klimawandels auf die Umwelt.“
Rudistenmuscheln waren eine vielfältige Familie von Weichtieren. Oben links ist eine moderne, „normale“ Muschel. Der Rest sind verschiedene Rudistenmuscheln. Bildquelle: Diagramm von Schumann & Steuber (1997; Kleine Senckenbergreihe 24: 117-122).
„Wir haben ungefähr vier bis fünf Datenpunkte pro Tag, und das ist etwas, das man in der Erdgeschichte fast nie bekommt. Wir können uns im Grunde einen Tag vor 70 Millionen Jahren anschauen. Es ist ziemlich erstaunlich“, sagte Hauptautor de Winter in a Pressemitteilung .
Mit diesen „hochauflösenden“ Jahresringen berechneten die Forscher bereits in der Kreidezeit die Länge eines Tages. Sie berechneten sowohl die Anzahl der Tage im Jahr vor 70 Millionen Jahren als auch die Länge jedes Tages. Das Ergebnis?
Während der Kreidezeit, als die Dinosaurier auf der Erde wandelten, drehte sich der Planet schneller. Die Erde hat sich 372 Mal pro Jahr gedreht, verglichen mit 365 Umdrehungen in jedem modernen Jahr. Jeder Tag war also mit 23,5 Stunden etwa 30 Minuten kürzer. Aber die Studie sagt uns auch etwas über die Geschichte des Mondes.
In ihrem Artikel schreiben die Autoren: „Eine Kombination aus Schichtzählung, Spektralanalyse der chemischen Zyklizität und chemischer Schichtzählung zeigt, dass der Rudist 372 tägliche Schichten pro Jahr ausfällt, was zeigt, dass die Tageslänge seit der späten Kreidezeit zugenommen hat, wie von astronomischen Vorhersagen vorhergesagt Modelle.“
Die Jahresringe in den alten Muschelschalen werden Laminae genannt. Es gibt Jahresringe, zweiwöchentliche Ringe, die mit Gezeiten verbunden sind, und Tages- oder Tagesringe. Die in A, B und C gezeigten Abschnitte werden in der Reihenfolge des Muschelalters angezeigt, wobei die äußersten rechten Teile von A und B mit den äußersten linken Teilen von B bzw. C übereinstimmen (Wachstum von links nach rechts). Die Abstände zwischen den roten Punkten repräsentieren ein Jahr Wachstum (basierend auf stabilen Sauerstoffisotopenaufzeichnungen). Die Abstände zwischen den grünen Punkten stellen 0,6 mm lange Bündel von Blättchen dar, die mit dem zweiwöchentlichen Gezeitenzyklus verbunden sind. Einzelne feine Tagesblätter sind mit schwarzen Linien gekennzeichnet. Bildquelle: de Winter et al, 2020.
Wissenschaftler wussten bereits in der Vergangenheit, dass sich die Erde schneller dreht, obwohl sie diese Art von Beweisen nie hatten. Diese Beweise geben auch Aufschluss über die Beziehung zwischen Erde und Mond.
Die Länge eines Erdenjahres war konstant, weil die Erde der gleichen Umlaufbahn um die Sonne folgt. Aber innerhalb dieses Jahres werden die Tage länger, und es gibt weniger davon in jedem Jahr. Hier kommen die Gezeiten der Erde ins Spiel.
Die Gezeiten der Erde werden durch die Schwerkraft von Mond und Sonne sowie durch die Erdrotation verursacht. Die Reibung dieser Gezeiten bremst die Erdrotation und verlangsamt sie effektiv. Aber dann beschleunigen die Gezeiten den Mond in seiner Umlaufbahn ein wenig. Wenn es beschleunigt, entfernt es sich von der Erde. Wenn sich die Erdrotation verlangsamt, bewegt sich der Mond mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,82 Zentimetern (1,5 Zoll) pro Jahr weg. Wir wissen das wegen der Laserreflektoren die Apollo-Missionen auf dem Mond hinterlassen haben.
Lunar Laser Ranging Experiment der Apollo-11-Mission. Bildnachweis: Von der NASA – NASA Apollo Archive http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/a11/AS11-40-5952.jpg, Public Domain, https://commons.wikimedia. org/w/index.php?curid=719521
Aber diese Geschwindigkeit des Abdriftens von der Erde war nicht linear. Rechnet man rückwärts, bedeutet dies, dass der Mond vor gerade einmal 1,4 Milliarden Jahren noch im Inneren der Erde gestanden hätte. Aber wir wissen, dass der Mond viel älter ist und wahrscheinlich aus den Trümmern entstanden ist, die von a . entstanden sind Kollision zwischen der Erde und einem Protoplaneten namens Theia vor etwa 4,5 Milliarden Jahren.
Der Mond kann der Erde nur so nahe sein, weil die Roche-Radius . Das ist der Punkt, an dem die Schwerkraft der Erde die Schwerkraft des Mondes überwältigen und den Mond auseinanderreißen würde. Im Erde-Mond-System sind das etwa 9500 km (5900 Meilen). Es ist schwer vorstellbar, dass der Mond der Erde jemals so nahe ist.
Diese alten Muschelschalen helfen uns also, die Geschichte der langen Beziehung zwischen Erde und Mond zu verstehen. Aber es gibt große Lücken in unserem Verständnis und einige große Fragen. Wie weit war der Mond vor 100 Millionen Jahren, vor 500 Millionen Jahren oder sogar vor einer Milliarde Jahren entfernt? Wie haben sich Gezeiten, Rotationsgeschwindigkeiten und die Entfernung zwischen Mond und Erde im Laufe der Zeit verändert? Haben diese Faktoren die Entwicklung des Lebens auf der Erde und das Klima beeinflusst?
Ein Diagramm der Tageslänge nach Bioarchiven. Die schwarzen Symbole veranschaulichen Schätzungen aus verschiedenen Bioarchiven in der wissenschaftlichen Literatur. Die drei farbigen Linien stellen die Entwicklung der Tages- und Jahreszyklen der Erde nach drei verschiedenen Modellen dar: dem Ozeanmodell, dem Modell der konstanten Dissipation und dem astronomischen Modell. Bildquelle: de Winter et al, 2020.
Wie so oft in der Wissenschaft führen Antworten zu weiterführenden Fragen. Der Hauptautor de Winter und seine Kollegen hoffen, noch mehr alte Fossilien zu finden, um mehr Momentaufnahmen der alten Geschichte der Erde zu liefern. Und um weitere inkrementelle Antworten auf unsere Fragen zu geben.
de Winter und die anderen Autoren glauben, dass die Muscheltechnik viel Potenzial hat. Die Autoren schreiben: „Deshalb ebnet diese Studie den Weg für Rekonstruktionen der Paläoumgebung und der Sonnenlichtintensität im Tagesmaßstab auf geologischen Zeitskalen von Muscheln, was es Forschern möglicherweise ermöglicht, die Lücke zwischen Klima- und Wetterrekonstruktionen zu schließen.“
Mehr:
- Pressemitteilung: ANTIKE SHELL SHOWS TAGE WAREN VOR 70 MILLIONEN JAHREN EINE HALBE STUNDE KÜRZER
- Forschungsbericht: Subdaily?Scale chemische Variabilität in aTorreites SancheziRudist Shell: Implikationen für die Rudistische Paläobiologie und den Kreidetag?Nachtzyklus
- Universum heute: Vergleich der Berge auf dem Mond mit den Gipfeln der Erde
