Forscher haben herausgefunden, dass die Tage auf der Erde einst um mehr als zwei Stunden länger wurden, weil der Mond in seiner Umlaufbahn über zwei Perioden Tausende von Kilometern weiter wegdriftete.
Die zusätzlichen Sonnenstunden könnten wiederum zu Sauerstoffanreicherungsereignissen geführt haben, die eine Zeit einleiteten, in der die Komplexität des Lebens auf der Erde explodierte, sagen die Studienforscher.
„Tageslängenänderungen können die Verteilung der Sonnenenergie und Temperaturgradienten beeinflussen und möglicherweise Auswirkungen auf Wettersysteme und atmosphärische Dynamik haben“, schreiben die Forscher in der neuen Studie, die am 6. August in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht wurde.
Heutzutage ist der Mond durchschnittlich 238.855 Meilen (384.400 Kilometer) von der Erde entfernt. Aber unser Satellit war nicht immer dort, wo er jetzt ist.
Die Tage auf der Erde sind derzeit etwa 24 Stunden lang, aber das war nicht immer so. Mit der Zeit zerrt der Mond an unserem Planeten. Dabei entfernt es sich von der Erde und entzieht ihm seine kinetische Energie. Dadurch verlangsamt sich die Drehung unseres Planeten um seine Achse, wodurch sich die Tage der Erde verlängern, heißt es in der Studie.
Die Modellierung von Veränderungen in der Art und Weise, wie die Erde wackelt, während sie sich dreht, kann ein grobes Bild dieser Verlangsamung im Laufe der Geschichte des Planeten liefern. Diese Schätzung sei jedoch eindeutig fehlerhaft, da sie zu einer Vorhersage führe, dass Erde und Mond vor etwa 1,5 Milliarden Jahren kollidiert wären, stellten die Autoren der Studie fest.
In der neuen Studie versuchte ein Team unter der Leitung des Geologen He Huang von der Technischen Universität Chengdu in China, die Rotationsgeschichte der Erde zu klären, indem es acht Datensätze untersuchte, die Gesteinsschichten aus Meeresumgebungen aus der Zeit vor etwa 700 bis 200 Millionen Jahren erfassten . Diese Tidalite, wie sie genannt werden, können die Stärke der Gezeiten im Laufe der Zeit aufzeichnen, unter anderem weil sie die Dicke des Ozeans offenbaren. Das Team kombinierte diese Datensätze mit Modellen der Gezeitenkräfte, die zwischen Mond und Erde wirken, um zu kartieren, wie schnell sich die Erde im Untersuchungszeitraum von einer halben Milliarde Jahren um ihre Achse drehte.
Die Forscher fanden heraus, dass es ein „Treppenmuster“ in der Erddrehung gab, mit zwei Perioden, in denen sich die Rotation des Planeten schnell und dramatisch änderte, gefolgt von Perioden der Stabilität. Im Studienzeitraum wurden die Tage um 2,2 Stunden länger. Auch der Mond entfernte sich in diesem Zeitraum durchschnittlich 12.000 Meilen (20.000 km) weiter.
Einer dieser Zeiträume, vor etwa 650 bis 500 Millionen Jahren, umfasste die kambrische Explosion, eine Zeit, in der sich das Leben dramatisch diversifizierte und in neue Nischen vordrang. Die zweite „Stufe“ in der Treppe der Erddrehung fand vor etwa 340 bis 280 Millionen Jahren statt, was einer Zeit entsprach, in der riesige Gletscher den Planeten bedeckten.
Die Studie legt nahe, dass der Mond durch die Verlängerung der Tageslänge – und damit der Sonneneinstrahlung – möglicherweise große Sauerstoffanreicherungsereignisse ausgelöst hat, die zur Diversifizierung des Lebens geführt haben. Allerdings müssen diese Ergebnisse „mit Vorsicht interpretiert werden“, schreiben die Autoren in der Studie.
Die Studie lässt auch Zweifel an einer anderen Theorie aufkommen: dass eine Zeit, in der Gletscher die Erde schnell bedeckten und zu einem Massensterben führten, einen großen Einfluss auf die Erddrehung hatte. Sie schlugen vielmehr vor, dass der größte Teil der Verlangsamung direkt durch die Gezeitenkräfte verursacht werde.
