Dělá to lidstvo všechno špatně? Jsme zaneprázdněni zíráním do vesmíru s našimi futuristickými, ultravýkonnými dalekohledy, hypnotizovanými éterickými mlhovinami a dalšími podivuhodnými objekty, a snažíme se odhalit dobře střežená tajemství vesmíru. Ukázalo se, že skromné, starodávné škeble nám také mají co říct.
Nová studie publikovaná v časopise Paleoceanography and Paleoclimatology Americké geofyzikální unie přináší důkazy o tom, že délka dne na Zemi se od období křídy prodloužila. Studie se jmenuje „ Chemická variabilita v subdenním měřítku v aTorreites SancheziRudist Shell: Důsledky pro rudistickou paleobiologii a křídový cyklus den-noc .“ Hlavním autorem je Neils de Winter, analytický geochemik z Vrije Universiteit Brussels.
The Období křídy začalo asi před 145 miliony let (mya) a skončilo asi před 65 miliony let. V té době zde byla čeleď měkkýšů, dnes již vyhynulá, tzv Rudistické škeble . Postavili útesy, stejně jako to dnes dělají moderní korály. Rudistické škeble rychle rostly, což znamená, že kladou růstové prstence jako na stromech. Ale spíše než růstový prsten každý rok položili jeden každý den. Ve studii tým vědců použil lasery k rozřezání skořápky na malé plátky. To umožnilo týmu počítat prstence mnohem přesněji než obvyklá metoda: pomocí mikroskopu.
Autoři ve svém příspěvku poukazují na to, že tato technika má velký potenciál. „V kombinaci s dlouhodobými klimatickými záznamy zlepšují rekonstrukce ‚snímků‘ s tak vysokým rozlišením současné chápání dynamiky skleníkového klimatu a vlivu rychlé změny klimatu na životní prostředí.“
Rudist škeble byly různorodá rodina měkkýšů. Vlevo nahoře je moderní, „normální“ mlž. Zbytek jsou různé rudistické škeble. Obrazový kredit: Diagram od Schumann & Steuber (1997; Kleine Senckenbergreihe 24: 117-122).
„Máme asi čtyři až pět datových bodů za den, a to je něco, co v geologické historii téměř nikdy nedostanete. Můžeme se v podstatě podívat na den před 70 miliony let. Je to docela úžasné,“ řekl hlavní autor de Winter v a tisková zpráva .
Vědci použili tyto růstové prstence s „vysokým rozlišením“ k výpočtu délky dne zpět v křídě. Spočítali jak počet dní v roce před 70 miliony let, tak délku každého dne. Výsledek?
V období křídy, kdy dinosauři chodili po Zemi, planeta rotovala rychleji. Země rotovala 372krát za rok, ve srovnání s 365 rotacemi v každém moderním roce. Každý den byl tedy o 30 minut kratší, ve 23,5 hodiny. Studie nám ale také říká něco o historii Měsíce.
Ve svém článku autoři píší: „Kombinace počítání vrstev, spektrální analýzy chemické cykličnosti a chemického počítání vrstev ukazuje, že rudisté vysráželi 372 denních vrstev za rok, což dokazuje, že délka dne se od pozdní křídy prodloužila, jak předpověděli astronomové. modely.”
Růstové prstence ve starověkých lasturách škeblí se nazývají laminae. Existují roční kroužky, dvoutýdenní kroužky spojené s přílivem a odlivem a denní nebo denní kroužky. Řezy zobrazené v A, B a C jsou zobrazeny v pořadí podle stáří skořápky, přičemž části A a B nejvíce vpravo odpovídají částem B a C nejvíce vlevo (růst zleva doprava). Vzdálenosti mezi červenými tečkami představují jeden rok růstu (na základě záznamů stabilních izotopů kyslíku). Vzdálenosti mezi zelenými tečkami představují 0,6 mm dlouhé svazky lamin spojených s čtrnáctidenním cyklem přílivu a odlivu. Jednotlivé jemné denní lamely jsou označeny černými čarami. Obrazový kredit: de Winter et al, 2020.
Vědci již věděli, že Země rotuje rychleji v minulosti, i když tento typ důkazů nikdy neměli. Tento důkaz také vrhá světlo na vztah mezi Zemí a Měsícem.
Délka pozemského roku je konstantní, protože Země sleduje stejnou oběžnou dráhu kolem Slunce. Ale během toho roku se dny prodlužují a v každém roce jich je méně. To je místo, kde přicházejí zemské přílivy.
Příliv a odliv na Zemi je způsoben gravitací Měsíce a Slunce a také rotací Země. Tření z těchto přílivů a odlivů brzdí rotaci Země a účinně ji zpomaluje. Ale pak příliv a odliv zrychlí Měsíc na jeho oběžné dráze, trochu. Jak se zrychluje, vzdaluje se od Země. Takže jak se rotace Země zpomaluje, Měsíc se vzdaluje rychlostí asi 3,82 centimetru (1,5 palce) za rok. Víme to kvůli laserové reflektory které mise Apollo na Měsíci zanechaly.
Lunar Laser Range Experiment z mise Apollo 11. Obrazový kredit: 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
Ale tato rychlost unášení ze Země nebyla lineární. Pokud to spočítáte zpětně, znamená to, že před pouhými 1,4 miliardami let by byl Měsíc přímo uvnitř Země. Ale víme, že Měsíc je mnohem starší a pravděpodobně vznikl z trosek, které vznikly z a kolize mezi Zemí a protoplanetou jménem Theia, asi před 4,5 miliardami let.
Měsíc může být tak blízko k Zemi pouze kvůli Poloměr Roche . To je bod, ve kterém by zemská gravitace překonala gravitaci Měsíce a roztrhla Měsíc na kusy. V systému Země-Měsíc je to asi 9500 km (5900 mil). Je těžké si představit, že by byl Měsíc někdy tak blízko Zemi.
Tyto starověké lastury nám tedy pomáhají porozumět příběhu dlouhého vztahu mezi Zemí a Měsícem. Ale v našem chápání jsou velké mezery a některé velké otázky. Jak daleko byl Měsíc před 100 miliony let, před 500 miliony let nebo dokonce před miliardou let? Jak se v průběhu času měnily příliv a odliv, rychlost rotace a vzdálenost Měsíc-Země? Ovlivnily tyto faktory vývoj života na Zemi a klima?
Graf délky dne podle bioarchivů. Černé symboly ilustrují odhady z různých bioarchivů ve vědecké literatuře. Tři barevné čáry představují vývoj denních a ročních cyklů Země podle tří různých modelů: modelu oceánu, modelu konstantního rozptylu a astronomického modelu. Obrazový kredit: de Winter et al, 2020.
Jak už to ve vědě bývá, odpovědi vedou k podrobnějším otázkám. Vedoucí autor de Winter a jeho kolegové doufají, že najdou ještě starověké zkameněliny, aby poskytli více snímků starověké historie Země. A poskytnout nějaké další postupné odpovědi na naše otázky.
de Winter a další autoři si myslí, že technika mušlí má velký potenciál. Autoři píší: „Proto tato studie připravuje cestu pro každodenní rekonstrukce paleoprostředí a intenzity slunečního záření na geologických časových škálách z lastur mlžů, což potenciálně umožňuje výzkumníkům překlenout propast mezi rekonstrukcemi klimatu a počasí.“
