白垩纪的一天，究竟有多长，贝壳化石告诉你。
中文简介： 发表在《古海洋学和古气候学》上的新论文表明，大约7000万年前，天长约23.5小时，地球每年自转372次，而目前每年为365天
（一种软体红蛤贝壳化石，学名Torreites sanchezi。 图源：AGU）
科学家在一个古老的壳体上有了新发现，这个壳体来自7000万年前，是一种已灭绝的软体动物的遗骸。壳体上的化学痕迹表明：白垩纪后期的一天大约要比现在短上半小时。
就像通过数树桩的年轮来辨别树的年龄一样，来自布鲁塞尔大学环境和地球化学研究小组的科学家们测算了一种已经灭绝的软体动物的显微结构薄膜层。他们通过这样的方法来计算白垩纪晚期的日长。一篇发表在《古海洋学和古气候学》上的最新论文表明， 7000万年前的一天长约23.5小时，地球每年自转372次，与之相对的是目前每年仅有365天。
自白垩纪晚期以来，一年的总长度没有变化：与现在一样，白垩纪晚期全年共有8760小时。这是因为，地球的自转受到月球引力的影响，速度越来越慢。因此，由尼尔斯·德·温特领导的这项新研究可以改善我们对地月关系的理解，甚至是提高我们对月球起源时间的了解。
（在标本的横截面上可以看到每天和每个季节的薄膜层次。右下角的红色区域向我们展示了化石壳保存完好的部分。图源：AGU）
几千万年前的一天比现在要短这个事实显然不是一件出乎意料的事。这项新的研究之所以重要，是因为它提供了一种较过去更为新颖的研究方法，提高了先前的估算方法的准确性。
德·温特告诉天文在线网：“先前的估算是基于测算每日生长的薄层，这种方法类似于我们对薄层的化学分析。过去的计数方法得到的结果是每年的天数大致相同，但是由于人为的错误和难以用肉眼辨别的每日生长层，不同的计数方法可能会有多达10天的差异。”
这项研究的关键之处在于Torreites sanchezi这种红蛤的贝壳化石。这种现已灭绝的红蛤贝壳长的像盒子，管子，和圆环。在过去，它们填补了目前被珊瑚礁占据的生态位。T. sanchezi该种红蛤的生长速度和双壳类软体动物一样快，在贝壳表面呈现出一层层薄薄的日生长环。
目前供研究使用的单块化石，来自一个生活在热带海底温暖水域的样本个体，它于9岁时死亡。这块化石是在阿曼的萨姆汉地层中发现的，其历史可追溯到大约7000万年前。通过显微镜观察该样本，研究人员可以看到它每天生长40纳米。从人类的标准来看，这可能听起来很薄。但如果从双壳动物的标准去看，这已经是很厚的了。如此厚的生长层成功的保护了被记录在化石壳钙化物中的化学物质。
德·温特解释道：“树每年会变厚一圈。当你从树上横切出一片木头时，你可以看到年轮，并由此推断它的年龄。类似的方法，我们也可以用数层数来计算Torreites sanchezi 的年龄。通过对日生长层的化学分析，我们可以非常精确得算出样品的寿命，同时也消除了用显微镜肉眼观察时可能带来的误差。”
研究人员同时还记录了壳体得季节性模式，这使得他们可以辨别年份周期。
令人难以置信的，研究人员能为每一天锁定大约四到五个数据点，从而达到非凡的保真度。更重要的是，这些日常周期表明，生长较多得发生在白天而不是晚上，同时生长的主要因素并不是季节性的环境影响。综合而言，这意味着，Torreites sanchezi 对于昼夜光周期非常的敏感。科学家们已经将此作为用以证明共生生命形式的证据。与生物体协同生活的可能是光合作用藻类。
“我们了解到这些红蛤，或者说至少这种物种会和光合作用藻类进行协同共生，就和如今的珊瑚一样。”德·温特告诉记者,“这种现象对于双壳类动物是非常罕见的，没有多少物种会这样。这个发现帮助我们进一步地了解这些双壳类动物，了解它们是如何在恐龙时代成功地从珊瑚手中接过了珊瑚建造者的角色。”
令人兴奋的是，这项新研究是一种二对一的研究，它提供了新的数据来支撑两种已存在的理论：白垩纪地球日更短理论与共生理论。
开放大学已退休的古生物学家彼得·斯凯尔顿在一份新闻稿中解释道：“到目前为止，所有公开发表的，那些关于与红蛤共生的光合藻类的争论基本上都是推测性的，仅仅是基于暗示性的形态特征。然而在某些状况下，这些论点显然是错误的。本文是第一个提供令人信服的证据来支撑共生假设的论文”尽管他并没有参与这项研究。
温特说，这篇新论文表明，科学家可以用化学分析来更准确地计算化石贝壳中日生长层和年生长层，这样可以估算过去的地质年代一年是多少天。这将使科学家能够“看到地月自传是如何在长久的时间里变化的”，并“最终了解月球是如何形成的”。
事实上，由于我们的天然卫星月球施加的潮汐影响，地球的自转速度正在减慢，而且一天的时间会变得越来越长。与此同时，月球正稳步地按照每年3.8厘米（1.5英寸）的速度飘离地球。按照这样的速度，月球在大约14亿年前曾是地球的一部分，然后从地球脱离，但这显然是不可能的。月球显然要比这个时间量级还要老，它形成于大约40亿年前地球婴儿时期的大碰撞。
显然，人们仍然有许多疑问等待去解答：关于地月关系，这种关系又是如何随着时间而改变，以及继续支配着这种引力联系的天体动力学。理想的话，科学家们将继续收集更多的数据，以更好地建立历史上的地月系统模型。令人难以置信的是，正如新的研究所展示的那样，这些问题的答案可能症在星球上最古老的化石中等待我们。
BY: George Dvorsky
FY: 书灯下的树
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