文/嚴融怡(台北市胡適國民小學老師)
地球上從古至今一直都是一天24小時嗎?其實沒有,我們的行星環境一直在變動當中,就連「每天的時間」也緩緩改變當中。
科學家最近發現白堊紀末期一種已經滅絕的貝類「紅蛤」,長得有點像熊爪。在白堊紀那個溫暖的時空,牠們生長快速,每天都能在貝殼上留下生長的紋路,並留下時間的重要紀錄,就像年輪一樣。研究人員使用雷射光對貝殼的微小切片進行採樣,並且更精確地計算了上面的「年輪」。發現這些軟體動物的貝殼化石所顯示地球當時一年平均自轉372次而非365次。這顯示,那時候的一天相比起現在少了半小時。當時的一天只有23.5小時。
都是月亮惹的禍
白堊紀當時地球的自轉速率為什麼比現在快?這與月亮有關。自牛頓研究月球和地球的關係以來,便發現月球引力是引起地球潮汐的重要原因。後來的物理學家進一步發現月球還會構成對地球自轉的摩擦力。在2018年一項關於地月關係的研究當中,科學家們得出14億年前地球的一天只有18個小時。從目前的情形看來,由於月亮的引力引起的潮汐摩擦使地球自轉減慢,因此地球的一天仍在持續變長當中。
科學家所找到的紅蛤,約出生7000萬年前,在熱帶的淺海底上度過牠9年的一生。現今,那裡已經是阿曼山區的一整片荒漠。牠的族群在約400萬年後和恐龍一起毀於大滅絕當中。根據貝殼的化學成分顯示,當時的海洋溫度比過去科學家所預設的還要更高,可能已經逼近了這些貝類的生理極限:夏天可達攝氏40度,冬天也超過攝氏30度。
本次研究還首次發現了紅蛤與光合生物共生的重要證據,這與現生珊瑚礁很像,牠們應該也曾締造過龐大的族群,特別是白堊紀晚期,雙殼類動物的生物造礁活動扮演著非常重要的角色,牠們擔負著和今日珊瑚造礁類似的生態功能(現今貝類的生態角色已經大異其趣)。而且每天都會有晝夜不同的生長速率,平均一天的生長速率差異,甚至還遠大於季節性的變化。
此外,科學家發現月球的退後速度隨著時間而變化,過去的資訊(就像這次這種古蛤生活中的一年)應該可以幫助科學家重建月球形成的歷史和模型。