江苏龙网

  1. 首页 > 社会 > >

用一只贝壳告诉你，我们的一年比霸王龙少了7天

用一只贝壳告诉你，我们的一年比霸王龙少了7天
图｜pixabay撰文 | 张二七想象你乘坐时光机穿越到了白垩纪 ， 经过艰辛的挣扎求生 ， 你看了眼表 ， 感叹终于到了23:30 ， 还有半小时就成功存活到第二天了！就在这时 ， 一只霸王龙从身后靠近了你 ， 用它的小短手戳了戳你后背：“兄弟你想啥呢 ， 这不都已经第二天了？”你一路逃跑 ， 边跑还边纳闷：“怎么回事啊 ， 说好的一天24小时呢 ， 怎么不一样了？”不用慌张 ， 你应当还在地球上 。 最近一项发表于《古海洋学与古气候学》的研究显示 ， 在7000万年前的白垩纪晚期 ， 地球的一天只有约23.5小时 。一年372天地球的自转速率是如何随时间变化的 ， 这对科学家来说是一个有趣的挑战 。 毕竟 ， 我们无法回到过去直接体验并记录当时的环境 。 想要了解这些信息 ， 研究者只能像侦探一样 ， 从可能的地质证据中寻找蛛丝马迹 。一种名为Torreites sanchezi的双壳动物的化石 ， 就为远古地球环境的复原提供了高清证据 。 双壳动物是一种在身体左右两侧具有两瓣对称外壳的软体动物 ， 我们现在吃的蛤蜊、扇贝等都属于双壳类 。用一只贝壳告诉你，我们的一年比霸王龙少了7天
贻贝也属于双壳动物｜pixabay双壳类一直是古气候与古环境学中经常使用的研究对象 。 就像树木拥有年轮一样 ， 它们的壳体也有生长线或生长纹 。 由于地理位置、气候等因素的不同 ， 树木的生长速度会发生变化 ， 从而影响年轮的疏密及清晰程度 。 同样 ， 双壳类的生长线也能反映类似的环境条件 。这篇论文研究的化石非常特别 ， 它的生长线精度极高 ， 且保存完好 。 研究者通过显微镜观察发现 ， T. sanchezi的壳体中 ， 浅色和深色纹层交替出现 ， 每一组浅色与深色的纹层仅有约40微米厚 。 这就是它昼夜生长的痕迹——白天长出的壳体颜色浅 ， 夜晚长出的颜色深 。 日复一日 ， 这些纹层记录下7000万年前的每一天 。 研究者还发现 ， 浅色和深色纹层的厚度比例呈现出以15天和30天为周期的变化 ， 这很可能代表了潮汐和月度的周期 。 在此基础上 ， 研究者进一步识别出了季度和年度周期 。 研究显示 ， 该个体至少生存了9年 ， 其中4年的生长线非常清晰、完整 ， 提供了绝佳的研究材料 。用一只贝壳告诉你，我们的一年比霸王龙少了7天
化石中清晰可见浅色和深色互层｜AGU除了肉眼可以看见的颜色变化 ， 研究者还测量了壳体不同纹层中的稳定同位素（δ18O与δ13C）及微量元素（Ca、Mg、Sr、Li）含量 ， 同样从这些化学指标中检测出变化周期 。 综合两种手段 ， 经过进一步校准 ， 研究者数出在该个体生存的时代 ， 一年中有372±8.4天 。 考虑到地球公转轨道相对稳定 ， 即每一年的总时长基本不变 ， 由此可以算出 ， 7000万年前的一天只有约23.5小时 。与藻类共生的蛤T. sanchezi生存于热带浅海 ， 是一种底栖固着生存的蛤类 ， 因此也被称为“固着蛤” ， 但它们在大约6600万年前 ， 白垩纪末期的大灭绝事件中 ， 就和恐龙一起灭绝了 。 论文通讯作者 ， 比利时布鲁塞尔自由大学（Vrije Universiteit Brussel）的地球化学家尼尔斯·德温特（Niels de Winter）介绍道：“固着蛤是一种独特的动物 ， 现在已经没有任何类似的双壳类动物了 。 在白垩纪晚期 ， 这种双壳动物分布非常广泛 ， 而且是重要的造礁生物 。 它们当时在生态系统中的作用 ， 类似于我们现代的珊瑚 。 ”用一只贝壳告诉你，我们的一年比霸王龙少了7天
某种固着蛤类的化石 ， 并不是本文所研究的化石 。 ｜Wikipedia, Wilson44691研究使用了激光刻蚀-电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS） ， 该设备能用激光从壳上打下一连串直径只有10微米的小点 ， 从而对壳体的不同部位连续取样 ， 以分析微量元素的含量 。 在壳体生长时 ， 环境温度及海水的成分都会影响其微量元素的比例 。 因此通过测量微量元素 ， 甚至能够还原出当时每一天的环境变化 。 德温特对此感到非常惊喜：“我们在每天的生长带中都能采到4、5个数据点 ， 这种精度在地学研究中是很难达到的 。 我们基本上看到了7000万年前的每一天 ， 这太神奇了！”用一只贝壳告诉你，我们的一年比霸王龙少了7天
LA-ICP-MS测得的微量元素数据 ， 蓝色和绿色的阴影代表15天一组的周期 ， 红色框代表30天一组的周期 。研究显示 ， 白垩纪晚期的海洋温度比以前认为的还要高 ， 夏天可以达到40℃ ， 冬天也超过了30℃ 。 作者在研究中提出 ， 夏季的高温可能已经接近了软体动物的生理极限 。LA-ICP-MS带来的另一个有趣的结果是 ， 相比起不同季节的差异 ， 壳体的成分在白天与夜晚的差异更大 。 白天壳体的生长速度很快 ， 而夜晚则较慢 。 在研究中 ， 作者指出 ， 这种双壳对日周期有很强的依赖性 ， 这代表它的生长与光合作用有关 。 研究提出 ， 这种蛤很可能与某种能进行光合作用的生物共生 。 这种现象类似于现生的砗磲 ， 它会与虫黄藻共生——虫黄藻可以借助砗磲的外套膜有效觅食及繁殖 ， 砗磲则可以拿虫黄藻当“小灶” ， 以维持巨大体型的消耗 。英国公开大学（Open University）的退休教授 ， 研究固着蛤的专家皮特·斯凯尔顿（Peter Skelton ， 并未参与本研究）评价道：“目前 ， 关于固着蛤是否与光合生物共生的讨论只存在形态学证据 。 而这一发现 ， 为这一猜测首次提供了有力的证据 。 ”不过他也提醒 ， 这一结论只适用于T. sanchezi ， 并不能推广到其他固着蛤类 。月亮正在远离我们在地球历史上 ， 一年的天数一直在减少 ， 或者说 ， 每天的时间在持续增加 。 这是因为月亮引力导致的潮汐摩擦力会使得地球的自转速度变慢 ， 这也被称为“潮汐摩擦” 。 相对的 ， 潮汐的拉动会使月球在其轨道上略微加速 ， 因此在地球自转变慢的同时 ， 月球的轨道也正在远离地球 。 通过月球表面的激光测量仪器 ， 测得月球远离我们的速度目前约为每年3.82厘米 。但科学家提出 ， 在历史上 ， 月球远离地球的速度并非保持不变 。 道理很简单——如果按照现有速度回推的话 ， 那么14亿年前 ， 月球应当在地球内部 。 显然 ， 目前对月球年龄的推测远大于14亿年（普遍认为是45亿年） 。 而本文提到的这项研究 ， 帮助我们了解了地月系统漫长演化历史中的一个瞬间 。德温特及其同事表示 ， 希望未来能将这一方法应用于更多、更古老的化石中 。 如果能够凭借类似方法 ， 得知地球历史上每天时长的变化 ， 或许能够帮助重建地月间距离变化过程 ， 以及地月系统演化的历史 。


推荐阅读


上一篇：为魔兽瘟疫写论文的玩家如今站在研究病毒的第一线

下一篇：没锅怎么烧水？来尝尝旧石器时代的鹿皮汤