De dagen worden steeds langer, zo blijkt uit oude getijdenafzettingen

Een team van Amerikaanse onderzoekers heeft verregaande conclusies getrokken omtrent de vroegere lengte van de dag uit de opbouw van oude getijden-afzettingen (Science, 5 juli). De onderzochte gesteenten uit de Verenigde Staten en Australië bestaan uit gelamineerde 'mudstones', een mengsel van fijn en grof slib met een beetje zand die in ouderdom variëren van 305 tot 900 miljoen jaar.

In deze afzettingen komen ritmische cycli voor die samenhangen met de stand van de maan en de zon (de maan heeft vijfmaal zoveel invloed op de getijden als de zon). De cycli betreffen halve dagen, hele dagen en halve maanden, zoals frequente strandbezoekers weten. De cycli zijn een gevolg van het feit dat de getijdewerking soms zwak is (resulterend in weinig of geen afzetting van slib) en soms sterk (relatief dikke laminae; ook deze zijn echter hooguit enkele milimeter dik). Maar de grootste dikteverschillen ontstaan als gevolg van spring- en doodtij en die cycli zijn door de onderzoekers dan ook als uitgangspunt gekozen.

De werking van de getijden veroorzaakt wrijving, waardoor rotatie-energie van de aarde in wrijvingswarmte wordt omgezet. Het verlies aan rotatie-energie uit zich in een geleidelijke afname van de omwentelingssnelheid van de aarde om zijn as. Dat was allang bekend, maar berekeningen konden nauwelijks worden getoetst aan geologische waarnemingen, al werd in de jaren zestig aan de hand van onderzoek aan 350-400 miljoen jaar oude koralen, aannemelijk gemaakt dat er toen 13 maanden in een jaar gingen.

Telling van de laminae in de onderzochte gesteentepakketten, waarbij rekening is gehouden met erosieverschijnselen (5-10 procent is verdwenen) en lokale onregelmatigheden, heeft de afnemende omwentelingssnelheid nu duidelijk aangetoond. Uitgaande van een vrijwel constante omlooptijd van de aarde om de zon, vonden de onderzoekers dat de gesteentepakketten van achtereenvolgens 305, 312, 650 en 900 miljoen jaar oud een geleidelijke afname laten zien van de omwentelingssnelheid. Omstreeks 900 miljoen jaar geleden moet de dag 18,2 uur geduurd hebben (481 dagen per jaar), wat neerkomt op een toename van de gemiddelde daglengte met ruim 0,00234 seconden per eeuw.

Aan wrijvingswarmte (tussen water en land, als gevolg van getijdenwerking) kwam in de afgelopen 900 miljoen jaar gemiddeld 2,92x10 joule per jaar vrij. Dat komt overeen met ongeveer 10 procent van de warmte die thans nog in de aardmantel wordt geproduceerd door radioactief verval. De toename van de daglengte met 6 uur in de afgelopen 900 miljoen jaar leverde 1,32x10 joule op. Het 'overschot' aan energie werd via de interactie tussen de banen van zon, maan en aarde overgedragen op de snelheid van de maan in zijn baan om de aarde. Door haar toenemende snelheid verwijdert de maan zich al 900 miljoen jaar van de aarde met gemiddeld 3,82 centimeter per jaar.