Jorden vände snabbare i slutet av dinosauriernas tid än den gör idag, roterar 372 gånger om året, jämfört med nuvarande 365, enligt en ny studie av fossila blötdjursskal från sen krita. Det betyder att en dag bara varade i 23 och en halv timme, enligt den nya studien i AGU:s tidskrift Paleoceanografi och paleoklimatologi .

Den gamla blötdjuren, från en utdöd och väldigt mångfaldig grupp känd som rudistmusslor, växte snabbt, lägga ned dagliga tillväxtringar. Den nya studien använde lasrar för att ta prov på små skivor av skal och räkna tillväxtringarna mer exakt än mänskliga forskare med mikroskop.

Tillväxtringarna gjorde det möjligt för forskarna att bestämma antalet dagar på ett år och mer exakt beräkna längden på en dag för 70 miljoner år sedan. Den nya mätningen informerar modeller om hur månen bildades och hur nära jorden den har varit under 4,5 miljarder år av gravitationsdansen Jord-Måne.

Den nya studien fann också bekräftande bevis för att blötdjuren hyste fotosyntetiska symbionter som kan ha drivit revbyggnad i skalan av moderna koraller.

Den höga upplösningen som erhölls i den nya studien i kombination med den snabba tillväxthastigheten hos de forntida musslorna avslöjade oöverträffade detaljer om hur djuret levde och vattenförhållandena det växte i, ner till en bråkdel av en dag.

"Vi har ungefär fyra till fem datapunkter per dag, och detta är något som man nästan aldrig får i geologisk historia. Vi kan i princip se på en dag för 70 miljoner år sedan. Det är ganska fantastiskt, sade Niels de Winter, en analytisk geokemist vid Vrije Universiteit Brussel och huvudförfattaren till den nya studien.

Klimatrekonstruktioner från det djupa förflutna beskriver vanligtvis långsiktiga förändringar som inträffar i tiotusentals år. Studier som den här ger en glimt av förändringar på levande varelsers tidsskala och har potential att överbrygga klyftan mellan klimat- och vädermodeller.

Kemisk analys av skalet indikerar att havstemperaturerna var varmare i den sena kritatiden än vad man tidigare uppskattat, når 40 grader Celsius (104 grader Fahrenheit) på sommaren och överstiger 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit) på vintern. Sommarens höga temperaturer närmade sig troligen de fysiologiska gränserna för blötdjur, sa de Winter.

"Den höga troheten hos denna datauppsättning har gjort det möjligt för författarna att dra två särskilt intressanta slutsatser som hjälper till att skärpa vår förståelse av både kritas astrokronologi och rudistisk paleobiologi, sa Peter Skelton, en pensionerad lektor i paleobiologi vid Öppna universitetet och en rudistexpert utan anknytning till den nya studien.

Gamla revbyggare

Den nya studien analyserade en enskild individ som levde i över nio år på en grund havsbotten i tropikerna – en plats som nu är 70 miljoner år senare, torrt land i bergen i Oman.

Torreites sanchezi blötdjur ser ut som höga pintglas med lock formade som björnklobakelser. De gamla blötdjuren hade två skal, eller ventiler, som möttes i ett gångjärn, som asymmetriska musslor, och växte i täta rev, som moderna ostron. De trivdes i vatten flera grader varmare över hela världen än moderna hav.

I den sena kritatiden, rudister gillar T. sanchezi dominerade revbyggnadsnischen i tropiska vatten runt om i världen, fyller den roll som koraller innehar idag. De försvann i samma händelse som dödade icke-fågeldinosaurierna för 66 miljoner år sedan.

"Rudister är ganska speciella musslor. Det finns inget som att leva idag, " sa de Winter. "Särskilt i den sena kritatiden, över hela världen är de flesta revbyggarna dessa musslor. Så de tog verkligen på sig den ekosystembyggande roll som korallerna har nuförtiden."

Den nya metoden fokuserade en laser på små bitar av skal, göra hål 10 mikrometer i diameter, eller ungefär lika bred som en röd blodkropp. Spårämnen i dessa små prover avslöjar information om vattnets temperatur och kemi vid den tidpunkt då skalet bildades. Analysen gav noggranna mätningar av bredden och antalet dagliga tillväxtringar samt säsongsmönster. Forskarna använde säsongsvariationer i det fossiliserade skalet för att identifiera år.

Den nya studien fann att sammansättningen av skalet förändrades mer under loppet av en dag än under årstider, eller med havets tidvattenscykler. Den finskaliga upplösningen av de dagliga lagren visar att skalet växte mycket snabbare under dagen än på natten

"Denna musslor hade ett mycket starkt beroende av denna dagliga cykel, vilket antyder att det hade fotosymbioner, " sa de Winter. "Du har dag-natt-rytmen av ljuset som registreras i skalet."

Detta resultat tyder på att dagsljus var viktigare för den forntida blötdjurens livsstil än vad man kunde förvänta sig om den matade sig själv främst genom att filtrera mat från vattnet, som moderna musslor och ostron, enligt författarna. De Winter sa att blötdjuren troligen hade en relation med en inneboende symbiotisk art som livnärde sig på solljus, liknar levande jättemusslor, som hyser symbiotiska alger.

"Tills nu, alla publicerade argument för fotosymbios hos rudister har i huvudsak varit spekulativa, baserat på enbart suggestiva morfologiska egenskaper, och i vissa fall var bevisligen felaktiga. Detta dokument är det första som ger övertygande bevis för hypotesen, "Skelton sa, men varnade för att den nya studiens slutsats var specifik för Torreites och kunde inte generaliseras till andra rudister.

Månens reträtt

De Winters noggranna räkning av antalet dagliga lager fann 372 för varje årsintervall. Detta var ingen överraskning, eftersom forskare vet att dagar var kortare förr. Resultatet är, dock, den mest exakta som nu finns tillgänglig för den sena kritatiden, och har en överraskande tillämpning för att modellera utvecklingen av jord-månesystemet.

Längden på ett år har varit konstant över jordens historia, eftersom jordens bana runt solen inte förändras. Men antalet dagar inom ett år har minskat med tiden eftersom dagarna har blivit längre. Längden på en dag har växt stadigt längre som friktion från havsvatten, orsakad av månens gravitation, saktar ner jordens rotation.

Tidvattnets dragning accelererar månen lite i sin bana, så när jordens snurr saktar ner, månen rör sig längre bort. Månen drar sig bort från jorden med 3,82 centimeter (1,5 tum) per år. Exakta lasermätningar av avståndet till månen från jorden har visat detta ökande avstånd sedan Apollo-programmet lämnade hjälpsamma reflektorer på månens yta.

Men forskare drar slutsatsen att månen inte kunde ha sjunkit i denna takt genom hela sin historia, för att projicera dess framsteg linjärt bakåt i tiden skulle placera månen inuti jorden för bara 1,4 miljarder år sedan. Forskare vet från andra bevis att månen har varit med oss ​​mycket längre, troligen sammansmälta i kölvattnet av en massiv kollision tidigt i jordens historia, för över 4,5 miljarder år sedan. Så månens reträtthastighet har förändrats över tiden, och information från det förflutna, som ett år i livet för en gammal mussla, hjälper forskare att rekonstruera historien och modellen för månens bildning.

För i månens historia, 70 miljoner år är en blinkning i tiden, de Winter och hans kollegor hoppas kunna tillämpa sin nya metod på äldre fossil och fånga ögonblicksbilder av dagar ännu djupare i tiden.