白堊紀(jì)的一天，究竟有多長，貝殼化石告訴你。

中文簡介：?發(fā)表在《古海洋學(xué)和古氣候?qū)W》上的新論文表明，大約7000萬年前，天長約23.5小時(shí)，地球每年自轉(zhuǎn)372次，而目前每年為365天

（一種軟體紅蛤貝殼化石，學(xué)名Torreites sanchezi。 圖源：AGU）

科學(xué)家在一個(gè)古老的殼體上有了新發(fā)現(xiàn)，這個(gè)殼體來自7000萬年前，是一種已滅絕的軟體動(dòng)物的遺骸。殼體上的化學(xué)痕跡表明：白堊紀(jì)后期的一天大約要比現(xiàn)在短上半小時(shí)。

就像通過數(shù)樹樁的年輪來辨別樹的年齡一樣，來自布魯塞爾大學(xué)環(huán)境和地球化學(xué)研究小組的科學(xué)家們測算了一種已經(jīng)滅絕的軟體動(dòng)物的顯微結(jié)構(gòu)薄膜層。他們通過這樣的方法來計(jì)算白堊紀(jì)晚期的日長。一篇發(fā)表在《古海洋學(xué)和古氣候?qū)W》上的最新論文表明， 7000萬年前的一天長約23.5小時(shí)，地球每年自轉(zhuǎn)372次，與之相對(duì)的是目前每年僅有365天。

自白堊紀(jì)晚期以來，一年的總長度沒有變化：與現(xiàn)在一樣，白堊紀(jì)晚期全年共有8760小時(shí)。這是因?yàn)椋厍虻淖赞D(zhuǎn)受到月球引力的影響，速度越來越慢。因此，由尼爾斯·德·溫特領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新研究可以改善我們對(duì)地月關(guān)系的理解，甚至是提高我們對(duì)月球起源時(shí)間的了解。

（在標(biāo)本的橫截面上可以看到每天和每個(gè)季節(jié)的薄膜層次。右下角的紅色區(qū)域向我們展示了化石殼保存完好的部分。圖源：AGU）

幾千萬年前的一天比現(xiàn)在要短這個(gè)事實(shí)顯然不是一件出乎意料的事。這項(xiàng)新的研究之所以重要，是因?yàn)樗峁┝艘环N較過去更為新穎的研究方法，提高了先前的估算方法的準(zhǔn)確性。

德·溫特告訴天文在線網(wǎng)：“先前的估算是基于測算每日生長的薄層，這種方法類似于我們對(duì)薄層的化學(xué)分析。過去的計(jì)數(shù)方法得到的結(jié)果是每年的天數(shù)大致相同，但是由于人為的錯(cuò)誤和難以用肉眼辨別的每日生長層，不同的計(jì)數(shù)方法可能會(huì)有多達(dá)10天的差異。”

這項(xiàng)研究的關(guān)鍵之處在于Torreites sanchezi這種紅蛤的貝殼化石。這種現(xiàn)已滅絕的紅蛤貝殼長的像盒子，管子，和圓環(huán)。在過去，它們填補(bǔ)了目前被珊瑚礁占據(jù)的生態(tài)位。T. sanchezi該種紅蛤的生長速度和雙殼類軟體動(dòng)物一樣快，在貝殼表面呈現(xiàn)出一層層薄薄的日生長環(huán)。

目前供研究使用的單塊化石，來自一個(gè)生活在熱帶海底溫暖水域的樣本個(gè)體，它于9歲時(shí)死亡。這塊化石是在阿曼的薩姆漢地層中發(fā)現(xiàn)的，其歷史可追溯到大約7000萬年前。通過顯微鏡觀察該樣本，研究人員可以看到它每天生長40納米。從人類的標(biāo)準(zhǔn)來看，這可能聽起來很薄。但如果從雙殼動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)去看，這已經(jīng)是很厚的了。如此厚的生長層成功的保護(hù)了被記錄在化石殼鈣化物中的化學(xué)物質(zhì)。

德·溫特解釋道：“樹每年會(huì)變厚一圈。當(dāng)你從樹上橫切出一片木頭時(shí)，你可以看到年輪，并由此推斷它的年齡。類似的方法，我們也可以用數(shù)層數(shù)來計(jì)算Torreites sanchezi?的年齡。通過對(duì)日生長層的化學(xué)分析，我們可以非常精確得算出樣品的壽命，同時(shí)也消除了用顯微鏡肉眼觀察時(shí)可能帶來的誤差?！?/p>

研究人員同時(shí)還記錄了殼體得季節(jié)性模式，這使得他們可以辨別年份周期。

令人難以置信的，研究人員能為每一天鎖定大約四到五個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而達(dá)到非凡的保真度。更重要的是，這些日常周期表明，生長較多得發(fā)生在白天而不是晚上，同時(shí)生長的主要因素并不是季節(jié)性的環(huán)境影響。綜合而言，這意味著，Torreites sanchezi?對(duì)于晝夜光周期非常的敏感?？茖W(xué)家們已經(jīng)將此作為用以證明共生生命形式的證據(jù)。與生物體協(xié)同生活的可能是光合作用藻類。

“我們了解到這些紅蛤，或者說至少這種物種會(huì)和光合作用藻類進(jìn)行協(xié)同共生，就和如今的珊瑚一樣?！钡隆靥馗嬖V記者,“這種現(xiàn)象對(duì)于雙殼類動(dòng)物是非常罕見的，沒有多少物種會(huì)這樣。這個(gè)發(fā)現(xiàn)幫助我們進(jìn)一步地了解這些雙殼類動(dòng)物，了解它們是如何在恐龍時(shí)代成功地從珊瑚手中接過了珊瑚建造者的角色?！?/p>

令人興奮的是，這項(xiàng)新研究是一種二對(duì)一的研究，它提供了新的數(shù)據(jù)來支撐兩種已存在的理論：白堊紀(jì)地球日更短理論與共生理論。

開放大學(xué)已退休的古生物學(xué)家彼得·斯凱爾頓在一份新聞稿中解釋道：“到目前為止，所有公開發(fā)表的，那些關(guān)于與紅蛤共生的光合藻類的爭論基本上都是推測性的，僅僅是基于暗示性的形態(tài)特征。然而在某些狀況下，這些論點(diǎn)顯然是錯(cuò)誤的。本文是第一個(gè)提供令人信服的證據(jù)來支撐共生假設(shè)的論文”盡管他并沒有參與這項(xiàng)研究。

溫特說，這篇新論文表明，科學(xué)家可以用化學(xué)分析來更準(zhǔn)確地計(jì)算化石貝殼中日生長層和年生長層，這樣可以估算過去的地質(zhì)年代一年是多少天。這將使科學(xué)家能夠“看到地月自傳是如何在長久的時(shí)間里變化的”，并“最終了解月球是如何形成的”。

事實(shí)上，由于我們的天然衛(wèi)星月球施加的潮汐影響，地球的自轉(zhuǎn)速度正在減慢，而且一天的時(shí)間會(huì)變得越來越長。與此同時(shí)，月球正穩(wěn)步地按照每年3.8厘米（1.5英寸）的速度飄離地球。按照這樣的速度，月球在大約14億年前曾是地球的一部分，然后從地球脫離，但這顯然是不可能的。月球顯然要比這個(gè)時(shí)間量級(jí)還要老，它形成于大約40億年前地球嬰兒時(shí)期的大碰撞。

顯然，人們?nèi)匀挥性S多疑問等待去解答：關(guān)于地月關(guān)系，這種關(guān)系又是如何隨著時(shí)間而改變，以及繼續(xù)支配著這種引力聯(lián)系的天體動(dòng)力學(xué)。理想的話，科學(xué)家們將繼續(xù)收集更多的數(shù)據(jù)，以更好地建立歷史上的地月系統(tǒng)模型。令人難以置信的是，正如新的研究所展示的那樣，這些問題的答案可能癥在星球上最古老的化石中等待我們。

BY: George Dvorsky

FY:?書燈下的樹

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