Vào cuối thời kỳ khủng long, Trái Đất tự quanh nhanh hơn, khoảng 372 vòng một năm, so với hiện tại hiện tại là 365 vòng, kết quả được phát hiện theo một nghiên cứu mới nhất về vỏ hóa thạch của một loài nhuyễn thể ở cuối kỷ Creta (kỷ Phấn Trắng). Điều này có nghĩa khi đó một ngày chỉ kéo dài 23 tiếng rưỡi, nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Paleoceanography and Paleoclimatology của Hiệp hội Địa vật lý Hoa Kỳ (AGU).
Loài nhuyễn thể này, đến từ một nhóm đã tuyệt chủng và cực kỳ đa dạng của loài sò cổ đại, chúng phát triển nhanh, có chu kỳ sinh trưởng theo từng ngày. Nghiên cứu mới đã sử dụng tia laser cắt các lớp vỏ để lấy mẫu và đếm các vòng sinh trưởng, một cách chính xác hơn so với cách nghiên cứu bằng kính hiển vi.
Các vòng sinh trưởng cho phép các nhà nghiên cứu xác định số ngày trong một năm và tính toán chính xác hơn độ dài của một ngày vào thời kỳ 70 triệu năm trước. Số đo mới này sẽ cung cấp thông tin cho các mô hình về cách hình thành Mặt Trăng cùng khoảng cách giữa nó và Trái Đất trong suốt lịch sử 4,5 tỷ năm của chúng.
Nghiên cứu mới cũng tìm thấy bằng chứng chứng minh rằng các loài nhuyễn thể có sự cộng sinh của các loài quang hợp có thể đã thúc đẩy việc tạo nên những rạn san hô tương tự như ngày nay.
Độ phân giải cao thu được trong nghiên cứu mới kết hợp với tốc độ tăng trưởng nhanh của loài thân mềm hai vỏ cổ đại đã tiết lộ chi tiết chưa từng có về quá trình sống và điều kiện môi trường nước mà chúng sinh trưởng, với độ chính xác tới một phần nhỏ của ngày.
"Chúng tôi có khoảng bốn đến năm điểm dữ liệu mỗi ngày và đây là điều gần như chưa bao giờ có được trong lịch sử địa chất. Về cơ bản chúng ta có thể trải qua một ngày của 70 triệu năm trước. Thật tuyệt vời," Niels de Winter, nhà hóa học phân tích tại Đại học Vrije, Brussel và là tác giả chính của nghiên cứu mới cho biết.
Việc tái dựng khí hậu của quá khứ xa xưa cần mô tả những thay đổi dài hạn xảy ra trên quy mô hàng chục ngàn năm. Các nghiên cứu như thế này chỉ ra những thay đổi nhỏ trong thang thời gian của các sinh vật sống và có khả năng thu hẹp khoảng cách giữa các mô hình khí hậu và thời tiết.
Phân tích hóa học của vỏ hóa thạch cho thấy nhiệt độ đại dương ở cuối kỷ Phấn Trắng ấm hơn so với đánh giá trước đây, đạt 40 độ C (104 độ F) ở mùa hè và vượt quá 30 độ C (86 độ F) vào mùa đông. Nhiệt độ cao vào mùa hè có khả năng đạt đến giới hạn sinh lý đối với động vật thân mềm, de Winter cho biết.
"Độ trung thực cao của bộ dữ liệu này đã cho phép các tác giả rút ra hai suy luận đặc biệt thú vị giúp làm tăng sự hiểu biết của chúng ta về cả thiên văn học và cổ sinh học ở kỷ Phấn Trắng," Peter Skelton, một giảng viên về hưu ngành sinh vật học của Open University, một chuyên gia không thuộc nhóm nghiên cứu nói.
Những kẻ xây dựng những rạn san hô cổ đại
Nghiên cứu mới đã phân tích một cá thể duy nhất sống hơn chín năm tại một vùng biển nông nhiệt đới 70 triệu năm trước, địa điểm mà hiện nay là một vùng núi khô cằn của Ô-man.
Động vật thân mềm có tên Torreites sanchezi trông giống như ly thủy tinh cao với nắp đậy có hình dạng như chiếc bánh vuốt gấu. Nhuyễn thể cổ đại này có hai vỏ, dính với nhau ở một cạnh, giống như ngao nhưng không đối xứng, chúng lớn lên trong các rạn san hô dày đặc, giống như những con hàu ngày nay. Chúng phát triển mạnh trong môi trường nước ấm hơn nhiều so với các đại dương hiện đại.
Vào cuối kỷ Creta, những sinh vật cổ như T. sanchezi đã thống trị các khu vực nơi các rạn san hô hình thành ở những vùng biển nhiệt đới trên khắp thế giới, lấp đầy vị trí của san hô ngày nay. Chúng biến mất trong cùng một sự kiện đã giết chết loài khủng long 66 triệu năm trước.
"Nhuyễn thể hai vỏ cổ đại khá đặc biệt. Không có gì giống như các họ hàng của chúng sống ngày nay", de Winter nói. "Đặc biệt vào cuối kỷ Creta, hầu hết các những sinh vật tạo nên các rạn san hô đều là những sinh vật thân mềm hai mảnh vỏ này. Vì vậy, chúng thực sự đảm nhận vai trò xây dựng hệ sinh thái mà san hô đang làm."
Phương pháp nghiên cứu hội tụ laser vào các mảnh vỏ nhỏ, tạo các lỗ có đường kính 10 micromet, độ rộng chỉ bằng một tế bào hồng cầu. Các nguyên tố vi lượng trong các mẫu nhỏ này tiết lộ thông tin về nhiệt độ và thành phần hóa học của nước tại thời điểm mảnh vỏ hình thành. Phân tích cũng cung cấp các phép đo chính xác về chiều rộng và số lượng vòng sinh trưởng hàng ngày cũng như các mô hình theo mùa. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các biến thể theo mùa trong vỏ hóa thạch để xác định năm.
Nghiên cứu mới cho thấy thành phần của vỏ thay đổi trong một ngày nhiều hơn khi so với các mùa, hoặc theo chu kỳ của thủy triều. Độ phân giải của các lớp hàng ngày cho thấy lớp vỏ phát triển vào ban ngày nhanh hơn nhiều so với ban đêm.
"Loài thân mềm hai mảnh vỏ này có sự phụ thuộc rất mạnh vào chu kỳ ngày, điều này gợi ý rằng nó có khả năng quang hợp", de Winter nói. "Bạn có thể thấy nhịp điệu ngày đêm của ánh sáng được ghi lại trong lớp vỏ đó."
Theo các tác giả, kết quả này cho thấy ánh sáng ban ngày với lối sống của động vật thân mềm cổ đại quan trọng hơn mong đợi,nếu chúng kiếm thức ăn chủ yếu bằng cách lọc từ nước, như nghêu và sò hiện đại. De Winter cho rằng các loài nhuyễn thể có khả năng có mối quan hệ với một loài cộng sinh sống nhờ ánh sáng Mặt Trời, tương tự như loài ngao khổng lồ sống cộng sinh với tảo ngày nay.
"Cho đến nay, tất cả các lập luận được công bố về hiện tượng quang học ở những loài cổ đại về cơ bản chỉ là suy đoán, dựa trên các đặc điểm hình thái chỉ mang tính gợi ý, và trong một số trường hợp chúng sai. Bài báo này là nghiên cứu đầu tiên cung cấp bằng chứng thuyết phục ủng hộ cho các giả thuyết," Skelton nói, nhưng cho rằng kết luận của nghiên cứu mới chỉ là trường hợp cá biệt đối với Torreites và không thể khái quát cho những sinh vật cổ khác.
Sự dịch chuyển ra xa của Mặt Trăng
Thống kê cẩn thận của De Winter cho thấy mỗi năm có 372 lớp sinh trưởng hàng ngày. Đây không phải là một bất ngờ, bởi vì các nhà khoa học đã biết trong quá khứ một ngày ngắn hơn hiện tại. Tuy nhiên, đây kết quả là chính xác nhất hiện có cho thời cuối kỷ Creta, và có tác dụng đáng ngạc nhiên trong việc dựng mô hình về sự phát triển của hệ Mặt Trăng-Trái Đất.
Độ dài của một năm không đổi trong lịch sử Trái Đất, bởi vì quỹ đạo của nó quanh Mặt Trời không thay đổi. Nhưng số ngày trong một năm đã ít đi theo thời gian vì một ngày trở nên dài hơn. Độ dài của một ngày đã tăng lên đều đặn do tác động từ thủy triều, gây ra bởi lực hấp dẫn của Mặt Trăng làm chậm sự tự quay của Trái Đất.
Sức kéo của thủy triều làm tăng tốc Mặt Trăng một chút trong quỹ đạo của nó, do vậy khi vòng quay của Trái Đất chậm lại, Mặt Trăng cũng dịch ra cách xa nó hơn. Chính xác thì Mặt Trăng đang rời khỏi Trái Đất với tốc độ 3,82 cm (1,5 inch) mỗi năm. Các phép đo laser chính xác về khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất đã chứng minh khoảng cách ngày càng tăng kể từ khi chương trình Apollo để lại các thiết bị phản xạ trên bề mặt Mặt Trăng.
Nhưng các nhà khoa học kết luận rằng Mặt Trăng không thể rời đi với tốc độ này trong suốt lịch sử của nó, bởi vì theo tính toán ngược lại tiến trình trên theo thời gian thì chỉ 1,4 tỷ năm trước Mặt Trăng đã phải dính vào Trái Đất. Trong khi từ các bằng chứng khác cho thấy Mặt Trăng đã có mặt lâu hơn rất nhiều, đa số công nhận giả thiết nó hình thành từ các mảnh vỡ tích tụ lại sau vụ va chạm lớn trong lịch sử Trái Đất hơn 4,5 tỷ năm trước. Vì vậy, tốc độ rời xa của Mặt Trăng đã thay đổi theo thời gian và những thông tin từ quá khứ - chẳng hạn như như một năm trong cuộc đời của một con ngao cổ đại - có thể giúp các nhà nghiên cứu tái tạo lại lịch sử và mô hình của sự hình thành Mặt Trăng chính xác hơn.
Bởi vì với lịch sử của Mặt Trăng, 70 triệu năm chỉ như một chớp mắt, De Winter và các đồng nghiệp của ông hy vọng sẽ tiếp tục áp dụng phương pháp mới của họ cho các hóa thạch cổ và xác định được những ngày còn xa xưa hơn nữa trong lịch sử hành tinh chúng ta.
Đắc Cường
Theo Sciencedaily
