De schelp van een 70 miljoen jaar oude tweekleppige onthult dat de jaren 70 miljoen jaar geleden 372 dagen telden en de dagen dus korter waren.

Het is al langer bekend dat de aarde in de periode dat de dinosaurussen op aarde rondliepen, sneller draaide en de dagen dus korter waren. Wetenschappers zijn er nu echter – met wat hulp van een tweekleppig weekdier – in geslaagd om heel nauwkeurig vast te stellen hoelang de dagen duurden. Het onderzoek – verschenen in het blad Paleoceanography and Paleoclimatology – onthult dat de dagen 70 miljoen jaar geleden slechts 23,5 uur duurden. Een half uurtje korter dus dan vandaag de dag.

Hoe zit dat precies?
De lengte van onze dagen wordt bepaald door de tijd die de aarde nodig heeft om een rondje rond de eigen as te voltooien. Vandaag de dag draait de aarde langzamer dan tientallen miljoenen jaren geleden. En dat is te herleiden naar het samenspel tussen de maan en de aarde, waarbij de zwaartekracht van de maan er – middels getijdenwerking – geleidelijk aan voor zorgt dat de aarde langzamer gaat draaien. Ondertussen blijft de lengte van een jaar – dat is de periode die de aarde nodig heeft om een rondje rond de zon te voltooien – stabiel, omdat de baan van de aarde om onze moederster niet is veranderd.

Tweekleppigen
Om te kunnen bepalen hoelang de dagen op aarde 70 miljoen jaar geleden duurden, richtten onderzoekers hun pijlen op een tweekleppig weekdier dat de naam Torreites sanchezi draagt. Het leefde in tropische wateren alvorens aan het einde van het Krijt, zo’n 66 miljoen jaar geleden – gelijktijdig met de dinosaurussen – het onderspit te delven. De onderzoekers bestudeerden de achtergebleven gefossiliseerde schelp van zo’n weekdier en keken daarbij met name naar de dagelijkse groeiringen die hierin terug te vinden zijn. Met behulp van die dagelijkse groeiringen alleen is natuurlijk niet vast te stellen hoelang dagen duurden. Maar gelukkig zijn in de schelpen ook seizoensgebonden patronen aangetroffen en die kunnen de onderzoekers gebruiken om jaren te identificeren. En door dagelijkse groeiringen binnen de vier seizoenen te tellen, kunnen ze bepalen hoeveel dagen er in een jaar zaten. Het onderzoek wijst uit dat het om 372 dagen gaat. En aangezien de lengte van een jaar niet veranderd is, moeten die dagen dus iets korter hebben geduurd. Een half uurtje, ongeveer.


Dagelijkse groeiringen en seizoensgebonden patronen
Het is best bijzonder dat 70 miljoen jaar oude weekdieren met dagelijkse groeiringen en seizoensgebonden patronen in hun schelpen de lengte van een dag kunnen onthullen. Een goede reden om nog eens in te zoomen op wat de onderzoekers precies in die schelpen zagen, te beginnen met die groeiringen. Hoe die 70 miljoen jaar geleden precies werden aangemaakt, is onduidelijk, zo vertelt onderzoeker Niels de Winter, verbonden aan de Vrije Universiteit Brussel en Universiteit Utrecht, aan Scientias.nl. “De heersende gedachte is dat een tweekleppige periodes heeft van activiteit, waarin het dier eet, metabolisme vertoont, en de schelp uitbouwt, afgewisseld door inactieve perioden. Op de schaal van seizoenen weten we dat die perioden vaak afhangen van omgevingstemperatuur en voedselbeschikbaarheid. Als het te koud wordt (bijvoorbeeld in een Nederlandse winter), dan stoppen ze met groeien, en dat zien we in de schelp. Als er opeens veel voedsel is, vaak in de lente als de lentebloei van algen in de zee op zijn hoogst is, dan groeien ze het hardst. Onze hypothese is dat Torreites sanchezi waarschijnlijk overdag veel harder groeide dan ‘s nachts, omdat er bij daglicht meer eten was. Dit zou helemaal passen in de hypothese dat dit diertje fotosymbionten had. Oftewel, dat het in symbiose samenwerkte met algen die met zonlicht organisch materiaal (voedsel voor de tweekleppige) produceren. We zien dit fenomeen nu ook nog bij sommige tweekleppigen, zoals de enorm grote “doopvont-schelpen”: Tridacna gigas.” Naast die dagelijkse groeiringen waren er dus ook nog seizoensgebonden patronen. “De groeiringen zijn dagelijks, maar de seizoenen onderscheiden zich door middel van bredere branden van lichte en donkere lagen die bestaan uit een grote groep groeiringen,” legt De Winter uit. “We kunnen onafhankelijk bewijzen dat deze banden seizoenaal zijn omdat we aan de chemische samenstelling van de schelp (door middel van de verhouding tussen zuurstofisotopen) kunnen berekenen wat de watertemperatuur moet zijn geweest, en zo zien we de seizoensgebonden temperatuurschommelingen terug.”

Uniek
Wat het onderzoek van De Winter en collega’s zo bijzonder maakt, is dat ze zo heel nauwkeurig vast hebben kunnen stellen hoelang een dag tegen het einde van het Krijt duurde. Het is allemaal te danken aan moderne technologieën, zo vertelt De Winter. “Vroeger gebeurden deze tellingen (van groeiringen, red.) eigenlijk gewoon met het oog, door een microscoop, met alle menselijke onzekerheid van dien. Soms lagen de verschillende schattingen wel tien dagen uit elkaar! Doordat we nu met chemische analysen heel precies de dagelijkse variaties objectief kunnen vaststellen, kunnen we de computer laten tellen.” Wat ook helpt, is dat de gefossiliseerde schelp die de onderzoekers onder de loep namen, zo goed bewaard is gebleven dat deze niet van 1, maar 9 groeijaren getuigt. “Daarnaast meten we vier verschillende chemische waarden. We hebben dus eigenlijk (9×4=) 36 individuele metingen, die wijzen op 372 dagen per jaar. Dit getal komt ongeveer overeen met het gemiddelde van al die eerdere schattingen, maar we weten het nu gewoon veel zekerder.”

Schaal van dagen
Fascinerend is het zeker; dit onderzoek waarin wetenschappers eigenlijk inzoomen op een dagje in het Krijt. “Voor mij persoonlijk, als klimaatwetenschapper, is het heel erg gaaf dat we nu eigenlijk naar veranderingen in de omgeving van deze schelpen kunnen kijken op de schaal van dagen in plaats van duizenden of miljoenen jaren. We hebben het dan al bijna over weer, in plaats van over klimaat (klimaat is per definitie het gemiddelde weer over ongeveer 30 jaar).Veel klimaatreconstructies van warme periodes ver terug in de tijd leren ons alleen over langzame trends in het klimaat (zoals bijvoorbeeld de ijstijden), en dit soort onderzoek geeft ons als het ware een vergrootglas om te kijken naar zo’n klimaat op de schaal van het leven.”


Of we ooit in staat zullen zijn om de lengte van een dag aan het einde van het Krijt nog gedetailleerder te bepalen, is volgens De Winter twijfelachtig. “Tenzij we echt individuele getijden van 12 uur zouden kunnen aantreffen. Dit is in sommige moderne tweekleppigen wel aangetoond, maar zou werkelijk enorm zeldzame, perfect bewaarde fossielen vereisen, maar het is misschien mogelijk.”