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【ニュース】史上最大大量絶滅 原因は大規模噴火 ~海保教授ら本学研究チームが特定~

 


 今から約2億5000万年前、全生物の90%以上が絶滅した。この地球史上最大であるペルム紀末の大量絶滅と、それ以前の陸上生態系崩壊の原因は、大規模火山噴火であると本学大学院理学研究科の海保邦夫教授(当時)の研究チームが明らかにした。



 これまでもペルム紀末の大量絶滅は、シベリア東部のバイカル湖の北に位置する直径約2000㎞の火山岩地帯における大規模火山噴火が原因とされてきた。噴火の結果大気中に広まった硫酸エアロゾルが太陽光を反射し、地球全体が寒冷化。そして地球温暖化が、噴火で放出された二酸化炭素により起きた。陸上植物が枯死し、陸上生態系が崩壊した。その後、土壌が海に流れ込み海洋環境が変化し、海洋生物の多くが絶滅した、といわれていた。



 大規模火山噴火の根拠として挙げられていたのが、シベリアの火山岩の放射年代と、大量絶滅を記録した中国の地層の放射年代が一致したことだ。しかし厳密には、放射年代の一致には1万年程度の誤差があった。また、火山噴火によって発生する水銀の濃集も根拠の一つであり、同じく中国の地層で見つかっている。しかし、水銀は火山噴火時だけではなく、陸上植生崩壊時や生物の大量絶滅時にも植物土壌から供給される。したがって、地層に濃集した水銀は、火山活動の証拠としては不十分だと指摘されていた。


 
 そこで、海保教授の研究チームは、水銀と高温加熱で生成する有機分子であるコロネンを組み合わせた新たな指標を開発。この「コロネン指標」は、水銀濃集とコロネン濃集が確認できた場合に火山噴火を認めるというものだ。コロネンは有機物の燃焼により生成されるが、平均的な森林火災(約700~1000度)よりも高い温度を必要とするため、普通の堆積岩に含まれる割合が小さい。コロネンの濃集は、今回のペルム紀末の大量絶滅の他、火山噴火が原因とされているデボン紀末の大量絶滅、小惑星衝突が原因である白亜紀末の大量絶滅を表す地層から見つかっていると海保教授らにより報告されている。このことから、高温マグマや小惑星・彗星衝突がコロネン生成の熱源であると考えられる。コロネン指標は海保教授らにより2016年に発表された白亜紀末の大量絶滅に関する研究にて既に用いられていたが、今回の研究では室内の加熱実験からおおよその加熱温度に対応した指標を作成した。


 

 研究チームは、中国とイタリアの当時浅海だった三か所で堆積した岩石を採取し、水銀と堆積有機分子の分析を行った。その結果、大量絶滅時と大量絶滅以前を示す地層に水銀とコロネンの濃集を発見。どちらも陸上植生崩壊を示す有機分子指標の変化と一致したことから、植生崩壊の原因は火山噴火であることも分かった。遠く離れた、ペルム紀の大量絶滅を記録した三つの地層でコロネンの濃集を発見したことから、火山噴火の規模の大きさもうかがえる。また、本研究では、陸上生態系は海の生態系よりも小さな環境変化で崩壊することも明らかになった。



 海保教授はコロネン指標作成のきっかけを、元々行っていた有孔虫に関する研究から有機地球化学の研究に転向したことだと語る。北海道の十勝にて白亜紀―古第三境界の地層を発見し、大量絶滅の研究に興味を持ち、さまざまな時代の大量絶滅の研究にも取り組んできた。有機地球化学へ転向したために新たな知識や研究手法の習得に苦労したそうだ。今回発表されたペルム紀末の大量絶滅の研究着手の契機となった出来事は、「中国で開催された国際学会の野外巡検でペルム紀末の地層を観察し、岩石試料を採取し有機地球化学分析をしたことだ」と振り返る。


 

 地質学の魅力は、地球の歴史が記録されている地層及び堆積岩を分析し、その記録を解明することだという。「地層の中の元素や分子から当時の気温、酸素の量、どのような生物が存在していたのか、また、それらがどのように変化してきたのかを知ることができる」と海保教授は話す。また、過去に起こった事象から未来を推測できることも挙げる。例えば、次の大量絶滅はいつ起こるのか時間軸的に考察することもできるという。


 

 今回新しく開発されたコロネン指標は世界で初めての有機分子の火山噴火指標であり、遠く離れた場所で過去の大規模火山噴火の証拠を捉えることができる。今後は他の時代の大量絶滅の研究にも利用されることとなる。


研究成果 3787176131027901454

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