Forscher haben herausgefunden, dass der Tag auf der Erde einmal mehr als zwei Stunden länger wurde, weil sich der Mond in zwei Perioden um Tausende von Kilometern auf seiner Umlaufbahn verlagerte. Die zusätzlichen Sonnenstunden wiederum könnten zu einer Sauerstoffanreicherung geführt haben, die eine Periode rascher Entwicklung des Lebens auf der Erde kennzeichnete, sagen die Forscher.
„Änderungen der Tageslänge können die Verteilung der Sonnenenergie und die Temperaturgradienten beeinflussen und möglicherweise Wettersysteme und die atmosphärische Dynamik beeinflussen“, schreiben die Forscher in einer neuen Studie, die am 6. August 2024 in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht wurde.
Der Mond umkreist die Erde derzeit in einer durchschnittlichen Entfernung von 384.400 Kilometern. Aber unser Satellit war nicht immer dort, wo er heute ist.
Derzeit dauert ein Tag auf der Erde etwa 24 Stunden, aber das war nicht immer so. Mit der Zeit zieht der Mond unseren Planeten an. Dabei entfernt er sich von der Erde und verliert dadurch kinetische Energie. Infolgedessen verlangsamt sich die Rotation unseres Planeten um seine Achse, wodurch der Tag auf der Erde länger wird, heißt es in der Studie.
Durch die Modellierung von Änderungen in der Taumelbewegung der Erde während ihrer Rotation kann man sich ein grobes Bild von dieser Verlangsamung in der Geschichte des Planeten machen. Diese Schätzung sei jedoch eindeutig falsch, da sie zu der Vorhersage führe, dass Erde und Mond vor etwa 1,5 Milliarden Jahren kollidiert wären, merkten die Autoren der Studie an.
In einer neuen Studie versuchte ein Team unter der Leitung des Geologen He Huang von der Technischen Universität Chengdu in China, Licht in die Rotationsgeschichte der Erde zu bringen, indem es acht Datensätze untersuchte, die Gesteinsschichten aus Meeresumgebungen erfassten, die etwa 700 bis 200 Millionen Jahre alt sind. Diese sogenannten Tidalites können die Stärke der Gezeiten im Laufe der Zeit aufzeichnen, unter anderem weil sie die Dicke des Ozeans sichtbar machen. Das Team kombinierte diese Datensätze mit Modellen der zwischen Mond und Erde wirkenden Gezeitenkräfte, um eine Karte zu erstellen, die zeigt, wie schnell sich die Erde im untersuchten Zeitraum von einer halben Milliarde Jahren um ihre Achse drehte.
Die Forscher fanden heraus, dass die Erdrotation einem „Leiter“-Muster folgt, mit zwei Perioden, in denen sich die Rotation des Planeten schnell und dramatisch änderte, gefolgt von Perioden der Stabilität. Im Verlauf der Untersuchung wurden die Tage um 2,2 Stunden länger. Der Mond entfernte sich in diesem Zeitraum auch um durchschnittlich 20.000 km.
Einer dieser Zeiträume, vor etwa 650 bis 500 Millionen Jahren, fiel mit der kambrischen Explosion zusammen, einer Periode, in der sich das Leben dramatisch diversifizierte und in neue Nischen ausbreitete. Der zweite „Schritt“ in der Erdrotation ereignete sich vor etwa 340 bis 280 Millionen Jahren, was der Zeit entspricht, als riesige Gletscher den Planeten bedeckten.
Die Studie legt nahe, dass der Mond durch die Verlängerung der Tage – und damit der Sonneneinstrahlung – möglicherweise bedeutende Sauerstoffanreicherungsprozesse ausgelöst hat, die zu einer Diversifizierung des Lebens geführt haben. Allerdings müssten diese Ergebnisse „mit Vorsicht interpretiert werden“, schreiben die Autoren in der Studie.
Die Studie stellt zudem eine weitere Theorie infrage: Demnach hatte die Zeit, als die Gletscher die Erde rasch bedeckten und es zu Massenaussterben kam, große Auswirkungen auf die Erdrotation. Sie vermuteten vielmehr, dass die Verlangsamung zum großen Teil direkt auf die Gezeitenkräfte zurückzuführen sei.
