Theo đó các nhà nghiên cứu cho biết, vào khoảng 1,4 tỷ năm trước, một ngày trên Trái đất chỉ kéo dài hơn 18 giờ. Nguyên nhân một phần là do Mặt trăng ở gần hơn và đã làm thay đổi cách Trái đất quay quanh trục của nó. Từ nhận định trên, các nhà địa chất kết luận rằng, ngày trên Trái đất đang ngày càng dài hơn.
Stephen Meyers, giáo sư khoa học địa chất tại Đại học Wisconsin-Madison và đồng tác giả của nghiên cứu này giải thích, khi Mặt trăng di chuyển đi, Trái đất quay chậm lại.
Giáo sư Meyers nói thêm: "Để biết chính xác thời gian trong quá khứ xa xôi nhất của Trái đất chúng tôi đã sử dụng công nghệ hóa học để phát triển các thang thời gian địa chất từ thời cổ xưa. Nhờ đó mà các nhà khoa học cũng có thể nghiên cứu những tảng đá có hàng tỷ năm tuổi theo cách tương đương".
Trái đất chuyển động trong không gian chịu ảnh hưởng của các hành tinh khác và Mặt trăng tác động lực lên đó. Nhờ điều này đã giúp các nhà nghiên cứu xác định được các biến thể trong vòng quay của Trái đất và nó lắc lư trên trục quỹ đạo Trái đất và xung quanh Mặt trời.
Theo đó, những biến thể này được gọi chung là chu kỳ Milankovitch và chúng có khả năng xác định nơi ánh sáng Mặt trời phân bố trên Trái đất. Ngoài ra, nó cũng có thể xác định được khí hậu của Trái đất thay đổi thế nào. Giáo sư Meyers và các nhà khoa học đã quan sát sự thay đổi khí hậu này trong hồ sơ đá trải qua hàng trăm triệu năm.
Nhà thiên văn học Paris Jacques Laskar năm 1989 đã đưa ra giả thiết rằng, với thời gian xa hơn khoảng hàng tỷ năm thì các phương tiện địa chất như đồng vị phóng xạ cũng không thể cung cấp độ chính xác cần thiết để xác định các chu kỳ. Cùng với đó là sự hiểu biết về lịch sử của Măt trăng vẫn còn hạn chế cùng với đó là sự hỗn loạn của hệ Mặt trời. Sở dĩ hệ Mặt trời bị hỗn loạn trong hàng triệu năm chính là do có rất nhiều hành tinh chuyển động xung quanh.
Trước đó, trong một nghiên cứu trầm tích trên một hệ tầng đá khoảng 90 triệu năm tuổi và nhờ vào chu kỳ khí hậu của Trái đất, giáo sư Meyers và các đồng nghiệp đã bẻ khóa được mật mã về sự hỗn loạn trong hệ Mặt trời.
Meyers giải thích cụ thể, mỗi năm Mặt trăng di chuyển khỏi Trái đất với tốc độ 3,82 cm. Sử dụng vào tốc độ ngày nay, các nhà khoa học có thể tính toán rằng, khoảng 1,5 tỷ năm trước, nếu lực hấp dẫn của Mặt trăng đủ gần khi tương tác với Trái đất sẽ khiến cho nó không còn nguyên vẹn. Tuy nhiên, chúng ta biết Mặt trăng là 4,5 tỷ năm tuổi.
Vì vậy, Meyers đã tìm cách giải thích, vào hàng tỷ năm trước chính Mặt trăng đã làm ảnh hưởng tới chu kỳ Milankovitch của Trái đất.
Tại Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Đại học Columbia, Alberto Malinverno, Giáo sư nghiên cứu Lamont tại Columbia là đồng tác giả với giáo sư Meyers đã hợp tác để cùng nhau nghiên cứu một phương pháp thống kê mà giáo sư Meyers đã phát triển vào năm 2015.
Phương pháp mà họ thử nghiệm được gọi là TimeOptMCMC, trên hai lớp đá địa tầng là hệ tầng Xiamaling 1,4 tỷ năm từ Bắc Trung Quốc và một kỷ lục 55 triệu năm từ Walvis Ridge, ở phía Nam Đại Tây Dương.
Khi tiếp cận với phương pháp này, hai nhà khoa học có thể đánh giá một cách gần như tuyệt đối nhất về sự biến đổi địa chất từ các lớp đá theo hướng trục quay của Trái đất và hình dạng quỹ đạo của nó trong thời gian gần đây. Cũng nhờ đó mà họ cũng có thể xác định độ dài của ngày và khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng.
Một nhóm nghiên cứu tại Lamont-Doherty đã sử dụng một hệ tầng đá ở Arizona để xác nhận sự dao động quỹ đạo của Trái đất từ gần tròn đến nhiều hình elip hơn trong chu kỳ 405.000 năm.
Một nhóm khác ở New Zealand, hợp tác với Meyers, đã xem xét sự thay đổi quỹ đạo và vòng quay của Trái đất trên trục của nó đã ảnh hưởng đến chu kỳ tiến hóa và tuyệt chủng của các sinh vật biển được gọi là graptoloids, trở lại 450 triệu năm. Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia (EAR-1151438).
