Fósiles de moluscos muestran que los días eran media hora más cortos hace 70 millones de años

Fósil de bivalvo rudista cretácico / foto Wilson44691 en Wikimedia Commons

La Tierra giraba más rápido al final de la época de los dinosaurios que en la actualidad, rotando 372 veces al año en lugar de las 365 actuales, según un nuevo estudio de conchas de moluscos fósiles de finales del Cretáceo publicado en la revista de AGU Paleoceanografía y Paleoclimatología. Esto significa que un día duraba sólo 23 horas y media.

Los moluscos, de un grupo extinto conocido como almeja rudista, crecieron rápidamente, creando anillos de crecimiento diarios. El nuevo estudio utilizó láseres para tomar muestras de diminutos trozos de concha y contar los anillos de crecimiento con mayor precisión de lo que podrían los investigadores utilizando microscopios.

Los anillos de crecimiento permitieron a los investigadores determinar el número de días en un año y calcular con más precisión la longitud de un día hace 70 millones de años. La medición aporta también información a los modelos de formación de la Luna y cuán cerca de la Tierra ha estado durante los 4.500 millones de años de historia de la danza gravitacional Tierra-Luna.

El estudio también encontró pruebas que corroboran que los moluscos albergaban simbiontes fotosintéticos que pueden haber alimentado la construcción de arrecifes en la escala de los corales de hoy en día.

La alta resolución obtenida en el estudio, combinada con la rápida tasa de crecimiento de los antiguos bivalvos, reveló detalles sin precedentes sobre cómo vivía el animal y las condiciones del agua en las que crecía, hasta una fracción de un día.

Análisis de los anillos del molusco / foto de Winter et al.

Tenemos alrededor de cuatro o cinco puntos de datos por día, y esto es algo que casi nunca se consigue en la historia geológica. Básicamente podemos mirar un día de hace 70 millones de años. Es bastante sorprendente, dijo Niels de Winter, geoquímico analítico de la Vrije Universiteit Brussel y autor principal del estudio.

Las reconstrucciones climáticas del pasado profundo típicamente describen cambios a largo plazo que ocurren en la escala de decenas de miles de años. Estudios como este dan un vistazo al cambio en la escala de tiempo de los seres vivos y tienen el potencial de salvar la brecha entre el clima y los modelos meteorológicos.

El análisis químico de las conchas indica que las temperaturas oceánicas eran más cálidas en el Cretácico Superior de lo que se había apreciado anteriormente, llegando a 40 grados centígrados en verano y superando los 30 grados centígrados en invierno. Las altas temperaturas del verano probablemente se acercaron a los límites fisiológicos de los moluscos, dijo de Winter.

La alta fidelidad de este conjunto de datos ha permitido a los autores sacar dos inferencias particularmente interesantes que ayudan a agudizar nuestra comprensión tanto de la astrocronología del Cretáceo como de la paleobiología rudista, dijo Peter Skelton, profesor de paleobiología de la Open University y experto rudista no afiliado al estudio.

El estudio analizó un solo individuo que vivió durante más de nueve años en un lecho marino poco profundo en los trópicos, un lugar que ahora, 70 millones de años más tarde, es tierra firme en las montañas de Omán.

A finales del Cretáceo, moluscos rudistas como T. sanchezi dominaron la construcción de arrecifes en las aguas tropicales de todo el mundo, realizando el papel que hoy desempeñan los corales. Desaparecieron en el mismo evento que mató a los dinosaurios no aviares hace 66 millones de años.

Los rudistas son bivalvos muy especiales. No hay nada como eso viviendo hoy en día, dijo De Winter. Especialmente a finales del Cretáceo, en todo el mundo la mayoría de los constructores de arrecifes son estos bivalvos. Así que realmente asumieron el papel de constructores del ecosistema que tienen los corales hoy en día.

El estudio encontró que la composición de la concha cambiaba más a lo largo de un día que a lo largo de las estaciones, o con los ciclos de las mareas oceánicas. La resolución a escala fina de las capas diarias muestra que la concha creció mucho más rápido durante el día que durante la noche.

Este bivalvo tenía una dependencia muy fuerte de este ciclo diario, dijo de Winter. Podemos ver el ritmo día-noche de la luz que se registra en el caparazón.

Este resultado sugiere que la luz del día era más importante para el estilo de vida del antiguo molusco de lo que podría esperarse si se alimentaba principalmente filtrando el alimento del agua, como las almejas y las ostras de hoy en día, según los autores. De Winter dijo que los moluscos probablemente tenían una relación con una especie simbiótica residente que se alimentaba de la luz solar, similar a las almejas gigantes vivas, que albergan algas simbióticas.

Hasta ahora, todos los argumentos publicados sobre la fotosimbiosis en los rudistas han sido esencialmente especulativos, basados en rasgos morfológicos meramente sugestivos, y en algunos casos demostrablemente erróneos. Este trabajo es el primero en proporcionar evidencia convincente a favor de la hipótesis, dijo Skelton, pero advirtió que la conclusión del nuevo estudio era específica para los torreitas y no podía ser generalizada a otros rudistas.

El cuidadoso conteo de De Winter del número de capas diarias encontró 372 para cada intervalo anual. Esto no fue una sorpresa, porque los científicos saben que los días eran más cortos en el pasado. El resultado es, sin embargo, el más exacto ahora disponible para el Cretáceo tardío, y tiene una sorprendente aplicación para modelar la evolución del sistema Tierra-Luna.

La duración de un año ha sido constante a lo largo de la historia de la Tierra, porque la órbita de la Tierra alrededor del Sol no cambia. Pero el número de días dentro de un año se ha ido acortando con el tiempo porque los días se han ido alargando. La longitud de un día ha ido creciendo constantemente a medida que la fricción de las mareas oceánicas, causada por la gravedad de la Luna, ralentiza la rotación de la Tierra.

La atracción de las mareas acelera un poco la Luna en su órbita, así que a medida que el giro de la Tierra se ralentiza, la Luna se aleja más. La Luna se aleja de la Tierra a 3,82 centímetros por año. Precisas mediciones láser de la distancia a la Luna desde la Tierra han demostrado esta creciente distancia desde que el programa Apolo dejó útiles reflectores en la superficie de la Luna.

Pero los científicos concluyen que la Luna no podría haber retrocedido a este ritmo a lo largo de su historia, porque proyectar su progreso linealmente hacia atrás en el tiempo pondría a la Luna dentro de la órbita de la Tierra hace sólo 1.400 millones de años. Los científicos saben por otras evidencias que la Luna ha estado con nosotros mucho más tiempo, muy probablemente coalescente en la estela de una masiva colisión al principio de la historia de la Tierra, hace más de 4.500 millones de años. Así que el ritmo de retroceso de la Luna ha cambiado con el tiempo, y la información del pasado, como un año en la vida de una antigua almeja, ayuda a los investigadores a reconstruir esa historia y el modelo de la formación de la Luna.

Debido a que en la historia de la Luna 70 millones de años es solo un parpadeo en el tiempo, de Winter y sus colegas esperan aplicar su nuevo método a los fósiles más antiguos y capturar instantáneas de días aún más profundos en el tiempo.

Fuente: Agu 100 / de, Winter, N.J., Goderis, S., Van Malderen, S.J., Sinnesael, M., Vansteenberge, S., Snoeck, C., Belza, J., Vanhaecke, F. and Claeys, P. (2020), Subdaily‐Scale Chemical Variability in a Torreites Sanchezi Rudist Shell: Implications for Rudist Paleobiology and the Cretaceous Day‐Night Cycle. Paleoceanography and Paleoclimatology, 35: e2019PA003723. doi:10.1029/2019PA003723