Bumi berubah lebih cepat pada akhir zaman dinosaurus daripada yang terjadi hari ini, berotasi 372 kali dalam setahun, dibandingkan dengan 365 kali saat ini, menurut sebuah studi terbaru yang mengupas tentang fosil cangkang moluska dari periode Kapur Akhir. Ini berarti bahwa satu hari hanya berlangsung selama 23 setengah jam, menurut penelitian baru dalam jurnal AGU Paleoceanography dan Paleoclimatology.
Moluska purba ini, berasal dari kelompok yang sangat beragam dan telah punah, yang dikenal sebagai kerang rudist, tumbuh dengan cepat, meletakkan cincin pertumbuhannya setiap hari. Studi baru menggunakan laser untuk irisan menit pada sampel kerang dan menghitung cincin pertumbuhannya lebih akurat daripada menggunakan mikroskop.
Cincin pertumbuhan memungkinkan para peneliti untuk menentukan jumlah hari dalam setahun dan lebih akurat menghitung panjang hari 70 juta tahun yang lalu. Pengukuran baru menginformasikan model bagaimana Bulan terbentuk dan seberapa dekat dengan Bumi selama lebih dari 4,5 miliar tahun dalam sejarah pergerakan gravitasi Bumi dan Bulan.
Studi baru ini juga menemukan bukti yang menguatkan bahwa moluska merupakan simbion (makhluk hidup bersimbiosis) fotosintesis yang mungkin telah memicu pembentukan karang pada skala karang modern.
Resolusi tinggi yang diperoleh dalam studi baru dikombinasikan dengan tingkat pertumbuhan yang cepat dari bivalvia kuno mengungkapkan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang bagaimana hewan itu hidup dan kondisi air tempat ia tumbuh, hingga sepersekian hari.
“Kami memiliki sekitar empat hingga lima titik data per hari, dan ini adalah sesuatu yang hampir tidak pernah Anda dapatkan dalam sejarah geologi. Kami pada dasarnya dapat mengetahui hari pada 70 juta tahun yang lalu. Ini sangat menakjubkan,” kata Niels de Winter, seorang ahli analitik geokimia dari Vrije Universiteit Brussel dan penulis utama studi ini.
Rekonstruksi secara mendalam pada iklim masa lalu biasanya menggambarkan perubahan jangka panjang yang terjadi dalam skala puluhan ribu tahun. Studi seperti ini memberikan sekilas perubahan pada skala waktu makhluk hidup dan memiliki potensi untuk menjembatani kesenjangan antara model iklim dan cuaca.
Analisis kimia dari kerang menunjukkan suhu laut lebih hangat di periode Kapur Akhir daripada penilaian sebelumnya, mencapai 40 derajat Celcius di musim panas dan 30 derajat Celcius lebih di musim dingin. Suhu musim panas yang tinggi kemungkinan mendekati batas-batas fisiologis dari moluska, kata de Winter.
“Keakuratan yang tinggi dari kumpulan data-data ini telah memungkinkan penulis untuk menarik dua kesimpulan menarik yang membantu mempertajam pemahaman kita tentang astroinkologi Kapur dan palaeobiologi rudist,” kata Peter Skelton, pensiunan dosen palaeobiologi dari The Open University dan seorang ahli kerang rudist yang tidak terafiliasi dengan studi baru ini.
Studi baru menganalisis satu orang yang hidup selama lebih dari sembilan tahun di dasar laut dangkal di daerah tropis — lokasi yang sekarang, 70 juta tahun kemudian, tanah kering di pegunungan Oman.
“Rudist adalah bivalvia yang sangat istimewa. Tidak ada yang seperti itu hidup hari ini,” kata de Winter. “Pada akhir Cretaceous (periode Kapur) khususnya, di seluruh dunia sebagian besar pembangun terumbu karang adalah bivalvia ini. Jadi mereka benar-benar memiliki peran penting dalam membangun ekosistem yang dimiliki karang saat ini.”
Metode baru memfokuskan laser pada potongan kecil dari cangkang, membuat lubang berdiameter 10 mikrometer, atau selebar sel darah merah. Elemen jejak dalam sampel kecil ini mengungkapkan informasi tentang suhu dan kimia air pada saat cangkang terbentuk. Analisis ini menyediakan pengukuran akurat dari lebar dan jumlah cincin pertumbuhan harian serta pola musiman. Para peneliti menggunakan variasi musiman pada kulit fosil untuk mengidentifikasi tahun.
Studi baru menemukan komposisi cangkang berubah lebih dari satu hari daripada musiman, atau dengan siklus pasang surut laut. Resolusi pada skala lebih detail dari lapisan harian menunjukkan bahwa cangkang tumbuh lebih cepat di siang hari daripada di malam hari.
“Bivalvia ini memiliki ketergantungan yang sangat kuat pada siklus harian ini, yang menunjukkan bahwa ia telah mengalami foto simbion,” kata de Winter. “Anda memiliki ritme dari cahaya siang-malam yang terekam dalam cangkang.”
Hasil ini menunjukkan siang hari lebih penting bagi gaya hidup moluska kuno daripada yang diperkirakan jika memberi makan dirinya sendiri dengan menyaring makanan dari air, seperti kerang dan tiram modern, menurut penulis. De Winter mengatakan, moluska kemungkinan memiliki hubungan dengan spesies simbiosis yang tinggal di bawah sinar matahari, mirip dengan kerang raksasa hidup, yang menampung alga simbiosis.
“Sampai sekarang, semua argumen yang diterbitkan untuk fotosimbiosis pada rudist pada dasarnya bersifat spekulatif, berdasarkan hanya pada ciri-ciri morfologis sugestif, dan dalam beberapa kasus terbukti keliru. Makalah ini adalah yang pertama untuk memberikan bukti yang meyakinkan yang mendukung hipotesis,” kata Skelton, tetapi memperingatkan bahwa kesimpulan penelitian baru itu khusus untuk Torreites dan tidak dapat digeneralisasi ke rudist lain.
Perhitungan De Winter yang cermat terhadap jumlah lapisan harian ditemukan 372 untuk setiap interval tahunan. Ini bukan kejutan, karena para ilmuwan tahu si masa lalu hari-hari lebih singkat. Hasilnya, bagaimanapun, yang paling akurat sekarang tersedia untuk Cretaceous akhir, dan memiliki aplikasi yang mengejutkan untuk memodelkan evolusi pada sistem Bumi-Bulan.
Panjang satu tahun telah konstan sepanjang sejarah Bumi, karena orbit Bumi di sekitar Matahari tidak berubah. Tetapi jumlah hari dalam setahun telah memendek dari waktu ke waktu karena hari-hari menjadi lebih lama. Panjang hari telah meningkat semakin lama seiring gesekan dari pasang surut laut, yang disebabkan oleh gravitasi Bulan, memperlambat rotasi Bumi.
Tarikan gelombang mempercepat Bulan sedikit di orbitnya, sehingga saat putaran Bumi melambat, Bulan bergerak semakin jauh. Bulan menarik diri dari Bumi pada 3,82 sentimeter per tahun. Pengukuran laser yang tepat terhadap jarak Bulan ke Bumi telah menunjukkan peningkatan jarak ini sejak program Apollo meninggalkan reflektor yang membantu di permukaan Bulan.
Tetapi para ilmuwan menyimpulkan bahwa Bulan tidak mungkin surut pada tingkat ini sepanjang sejarahnya, karena memproyeksikan kemajuannya secara linear ke masa lalu akan menempatkan Bulan di dalam Bumi hanya 1,4 miliar tahun yang lalu. Para ilmuwan mengetahuinya dari berbagai bukti lain bahwa Bulan telah bersama kita lebih lama, kemungkinan besar bersatu setelah tabrakan dahsyat di awal sejarah Bumi, lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu. Jadi laju mundur Bulan telah berubah seiring waktu, dan informasi dari masa lalu, seperti tahun dalam kehidupan kerang purba, membantu para peneliti merekonstruksi sejarah dan model pembentukan bulan.
Karena dalam sejarah Bulan, 70 juta tahun adalah kedipan waktu semata, de Winter dan rekan-rekannya berharap untuk menerapkan metode baru mereka pada fosil yang lebih tua dan menangkap gambaran hari-hari yang dilalui, bahkan lebih jauh dalam setiap waktunya.
