7000万年前は1日が今より短かったことが貝の化石から判明、どのくらい短かったのか？

14億年前、地球の1日の長さは18時間だったことが過去の研究から判明していますが、人が残した歴史は限られていることから、より大きなスケールで惑星規模の出来事を知ることは非常に難しい課題となっています。そこで科学者は化石から証拠を読み取るわけですが、新たな研究で貝の化石を分析した結果、7000万年前の地球の1日は今より30分短かったことが示されました。この研究は今後、月が地球からどれほどの速度で離れていくかを見積もるのに役立つと考えられています。

Subdaily‐Scale Chemical Variability in a Torreites Sanchezi Rudist Shell: Implications for Rudist Paleobiology and the Cretaceous Day‐Night Cycle - Winter - 2020 - Paleoceanography and Paleoclimatology - Wiley Online Library
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019PA003723

Ancient Shell Has Revealed Exactly How Much Shorter Days Were 70 Million Years Ago
https://www.sciencealert.com/old-shell-reveals-earth-s-days-were-half-an-hour-shorter-70-million-years-ago

木の年輪には多くの情報が含まれており、年輪に蓄積された炭素から過去の気候変動を読み取ることが可能です。これと同様に、貝の層(成長線)にも情報が含まれているということで、研究者は貝の化石から7000万年前の地球の1日が23時間30分だったことを分析しました。地球の1日の長さは自転速度によって決まり、自転は月の影響を受けていることから、この分野の研究を進めることで月が今後地球を離れていく速度をより正確に見積もることができると考えられています。

研究を行ったのはブリュッセル自由大学の地球化学者であるニール・デ・ウィンター氏が率いる研究チーム。研究チームは二枚貝の一種であり、6600万年前の大量絶滅で死滅したと考えられている「Torrites sanchezi」という種について分析しました。Torrites sancheziは1日に1層ずつ成長していくため、木の年輪のように、この層には多くの情報が含まれます。研究チームがTorrites sancheziに対し質量分析・顕微鏡検査・安定同位体分析・マイクロ蛍光X線分析などを行った結果、1日の長さだけでなく当時の海洋の温度なども判明しました。

まず海洋温度についていうと、当時の海洋の温度は2020年現在よりもずっと高く、夏には40度、冬でも30度ほどだったことが示されたとのこと。また冬に増えた層は色が暗くなることから、分析対象のTorrites sancheziが生まれてから9年目だったこと、そして1年あたりに増えた層の数が365層ではなく372層だったことを発見しました。地球の軌道は変化がないため1年の長さは同じです。ここから考えて、当時の1日の長さは23.5時間だったことが割り出されました。

地球の自転が減速していることは、これまでの調査から明らかになっています。またアポロ計画の際には宇宙飛行士によって、月が地球から年間3.82cm離れていっていることも測定されています。しかし、この速度で地球が誕生した45億年前の月の位置を計算すると、地球から極めて近くなり、潮汐力によって地球がバラバラになっていたと考えられます。このため、多くの科学者は「地球から月が離れる速度は時間と共に加速している」と考えています。ただし、どれほど加速しているかは、記事作成時点ではっきりしていません。

今回の研究のように、さまざまな時点における地球の1日の長さが判明することで、月の加速度をより明確にすることに役立つと考えられています。