論文詳細
自然科学系
理学部
#紀要論文
Triassic and Jurassic radiolarian response to global catastrophic events in the Panthalassa Ocean, as recorded in the Mino Belt, central Japan
- AI解説:
- 本論文は、日本中部の美濃帯に分布する下部三畳系〜中部ジュラ系の遠洋性(pelagic)堆積層序を対象とした巡検ガイドであり、放散虫(radiolarians)とそれに伴う堆積学的・地球化学的シグナルが、パンサラッサ海(Panthalassa Ocean)における「全球的な破局的事象(global catastrophic events)」をどのように記録しているかに重点を置く。美濃帯は、中期〜後期ジュラ紀の沈み込みに関連した付加体(accretionary complex)で、整然ユニット(coherent units)として重なり合うスラストシートの累重からなり、比較的連続的な「チャート–砕屑岩シーケンス(chert–clastic sequence)」を保存する。すなわち、深海(炭酸カルシウム補償深度より深く、陸源供給の影響から遠い)で堆積した下部三畳系〜下部ジュラ系の層状チャート(bedded chert)の上位に、海洋プレートが海溝へ近づくにつれて半遠洋性(hemipelagic)条件へ移行したことを反映する中部ジュラ系の砕屑岩が重なる。犬山–上麻生地域は、詳細な放散虫生層序に加え、コノドント、古地磁気、鉱物学、地球化学の補完的研究によって裏づけられた、三畳紀〜ジュラ紀のパンサラッサ海記録として最も完全なものの一つを保存する。本稿の目的は、これらのセクションの層序と微化石学を紹介しつつ、無酸素(anoxia)、気候駆動の変化、天体衝突(bolide impact)、ジュラ紀の海洋無酸素条件に対する放散虫の応答を強調し、これらの観察を付加体および「海洋プレート層序(oceanic plate stratigraphy)」の枠組みに結びつけることである。
AI解説を見る
自然科学系
理学部
#紀要論文
Triassic and Jurassic radiolarian response to global catastrophic events in the Panthalassa Ocean, as recorded in the Mino Belt, central Japan
AI解説
- 背景と目的:
-
本論文は、日本中部の美濃帯に分布する下部三畳系〜中部ジュラ系の遠洋性(pelagic)堆積層序を対象とした巡検ガイドであり、放散虫(radiolarians)とそれに伴う堆積学的・地球化学的シグナルが、パンサラッサ海(Panthalassa Ocean)における「全球的な破局的事象(global catastrophic events)」をどのように記録しているかに重点を置く。美濃帯は、中期〜後期ジュラ紀の沈み込みに関連した付加体(accretionary complex)で、整然ユニット(coherent units)として重なり合うスラストシートの累重からなり、比較的連続的な「チャート–砕屑岩シーケンス(chert–clastic sequence)」を保存する。すなわち、深海(炭酸カルシウム補償深度より深く、陸源供給の影響から遠い)で堆積した下部三畳系〜下部ジュラ系の層状チャート(bedded chert)の上位に、海洋プレートが海溝へ近づくにつれて半遠洋性(hemipelagic)条件へ移行したことを反映する中部ジュラ系の砕屑岩が重なる。犬山–上麻生地域は、詳細な放散虫生層序に加え、コノドント、古地磁気、鉱物学、地球化学の補完的研究によって裏づけられた、三畳紀〜ジュラ紀のパンサラッサ海記録として最も完全なものの一つを保存する。本稿の目的は、これらのセクションの層序と微化石学を紹介しつつ、無酸素(anoxia)、気候駆動の変化、天体衝突(bolide impact)、ジュラ紀の海洋無酸素条件に対する放散虫の応答を強調し、これらの観察を付加体および「海洋プレート層序(oceanic plate stratigraphy)」の枠組みに結びつけることである。
- 主要な発見:
-
複数の計測セクションにわたり、本ガイドは、美濃帯の放散虫群集とチャート相(chert facies)が大規模な環境擾乱を鋭敏に追跡していたことを示す証拠を総合している。
(1) 中部三畳紀について、鵜沼における灰色チャートから赤色チャートへの移行は、ペルム紀–三畳紀境界期(Permian–Triassic boundary interval)に結びつく長期の深海酸素欠乏からの回復と解釈され、無酸素状態はアニシアン期中期(middle Anisian)まで(およそ~10 Myrのオーダーで)持続したと推定される。酸化還元状態の解釈は、還元的条件と酸化的条件の指標としてのFe含有鉱物(黄鉄鉱pyrite対赤鉄鉱hematite)に結びつけられている。
(2) 桃太郎–神社セクションの前期〜中期三畳紀層は、有機地球化学・バイオマーカーの証拠として、後期オレネキアン期(Olenekian)(スパシアン期:Spathian)からアニシアン期にかけて持続的な無酸素(pristane/phytane <1)を示す。スパシアン期末での無酸素の強化はジベンゾチオフェン(dibenzothiophene)によって示され、これはシアノバクテリア由来シグナルの低下(2α-methylhopane index)と放散虫多様性の低さと一致する。これらは、無酸素が中層水深まで及び、放散虫を含むプランクトンに影響したことと整合的である。
(3) カーニアン多雨事変(Carnian Pluvial Event)については、Fe含有鉱物群集の3段階の変化(特に上部ジュリアン〜下部トゥバリアン層におけるスメクタイトの出現と緑泥石の消失)が、湿潤化の増大と、変化した大陸風化・輸送シグナルが遠洋環境へ到達したことを反映すると解釈される。
(4) 後期三畳紀(ノーリアン期:Norian)チャートでは、微小球粒(microspherules)、異常な白金族元素(platinum-group elements)、Os同位体の負のエクスカーションを伴う薄い粘土岩層が、地球外天体衝突(extraterrestrial impact)を記録すると論じられる。この事象は、中期–後期ノーリアン境界(~214 Ma)のおよそ~1 Myr前に位置づけられ、直径90 kmのマニクアガン・クレーター(Manicouagan crater)に関連づけられる。PGE/Osの制約は、直径3.3–7.8 kmのコンドライト質(chondritic)インパクターを示すと解釈される。この層準の後に起こる放散虫の絶滅は、およそ~1 Myrにわたり段階的であり、衝突直後の2つの区間(E1、E2)では、生物源シリカの保存/沈降フラックスの低下と、珪質海綿(siliceous sponges)の一時的増殖が特徴づけられる。E2の長い継続時間(~0.3 Myr)は、純粋に瞬間的な衝突ストレスのみとは整合しないと提示される。E2内での短命な日和見的スフェルラリア(opportunistic spumellarians)のブルームと、同時期の後期ノーリアン分類群の放散(radiation)は、中期ノーリアンの減少後の生態系再編と結びつくと解釈され、衝突後の~1 Myrにおいて絶滅率/起源率が劇的に増加する。
(5) 勝山(UF)セクションでは、三畳紀–ジュラ紀境界はチャートの色変化と厚い(<10 cm)頁岩層として表れ、放散虫の交代(turnover)はコノドントMisikella posthernsteiniの絶滅後に生じる。関連する粘土鉱物および磁性鉱物の変化として、生物源マグネタイト(biogenic magnetite)の消失と自生赤鉄鉱(authigenic hematite)の減少が示され、短命の環境擾乱と解釈される。Os同位体およびCorg同位体のパターンは他のパンサラッサ海セクションと一致すると報告され、後期三畳紀に一次生産が長期的に低下し、その後、放散虫交代の直前に大陸からの流入が増加したことを示すと解釈される。
(6) トアルシアン期のOAE(Toarcian OAE)は、フランボイダル黄鉄鉱(framboidal pyrite)と極めて高い有機炭素(通常の赤色チャート値0.01–0.03 wt.%の100倍)をもつ黒色チャート、続く有機炭素同位体の負のシフト、Mnに富む白色チャートの上載、さらにParahsuum simplum群集から多様な多節ナセラリア(multi-segmented nassellarians)へ向かう顕著な放散虫相の交代によって記録される。天文周期にもとづく年代は、カルー–フェラル火成活動(Karoo–Ferrar volcanism)と一致すると述べられている。
- 方法論:
-
本論文は主として巡検地点(field stops)を軸に設計された総説であり、単一の新たな分析プログラムを提示するというより、層序観察と既公表データセットを集成したものである。根拠となる証拠は次を統合する。
(1) 上麻生整然ユニット(coherent Kamiaso Unit)内の累重したスラストシート(CH-1〜CH-4)の岩相層序(lithostratigraphy)と構造地質を用い、下位の珪質粘土岩(siliceous claystone)から層状チャート、珪質泥岩(siliceous mudstone)、上位の砕屑岩へ至る「海洋プレート層序(oceanic plate stratigraphy)」を復元する。厚さとユニット年代は微化石生層序により制約される。
(2) チャートではコノドントが稀なため、放散虫生層序が主要な年代決定手段となる。本ガイドは確立した帯区分に依拠し(例:26セクション534試料と247分類群にもとづくSugiyamaの三畳紀放散虫18帯、およびHoriが構築したジュラ紀の群集帯)、可能な範囲でコノドント帯および標準年代尺度へ較正する。
(3) 追加の対比手法として、磁気層序(magnetostratigraphy:ノーリアン粘土層の位置づけとManicouagan溶融岩との極性比較に使用)と、古地磁気(paleomagnetism:三畳紀における低緯度から中緯度への緯度漂移推定に使用)を含む。
(4) 酸化還元状態(redox)の復元は、鉱物学的プロキシ(例:引用研究で用いられたMössbauer spectroscopyによるpyrite対hematiteの同定)と、有機地球化学指標(pristane/phytane比、dibenzothiophene濃度、2α-methylhopane index)から導かれる。
(5) 事象の帰属(event attribution)には、ノーリアン粘土岩における白金族元素とOs同位体エクスカーション、ならびに三畳紀–ジュラ紀境界を横断するOs同位体・Corg同位体曲線などの地球化学トレーサーを用いる。チャート中の全有機物(bulk organic matter)の安定炭素同位体は、トアルシアンOAEの負のシフトの特徴づけに用いられる。
(6) 中部三畳紀の層状チャートについてはサイクロ層序(cyclostratigraphy)的推論が援用される。層厚変動のスペクトル解析は、各チャート–頁岩カップレット(chert–shale couplet)が20-kyrの歳差(precession)周期に対応すると仮定し、そこからより長周期(例:405-kyrの離心率:eccentricity)を推定する。著者らは、生産性(productivity)と周期の結びつきは今後さらに検証が必要であると述べる。
(7) いくつかの地点での供給源(provenance)および堆積解釈には、岩石記載(petrography)と化石混在(砕屑片を含むチャート中の三畳紀・ペルム紀コノドント)、および礫の放射年代(上麻生礫岩の花崗片麻岩礫に対するRb–Sr全岩アイソクロン年代2050±30 Ma)が用いられる。
- 結論と意義:
-
本ガイドは、犬山–上麻生地域の三畳紀〜ジュラ紀チャート累層が、上部スパシアン期(upper Spathian)から中部ジュラ紀までの約~80 Myrにわたる、例外的に完全なパンサラッサ海の遠洋性アーカイブであると主張する。これらは付加体内に保存されているにもかかわらず、高解像度の微化石および地球化学シグナルを保持している。前期三畳紀の長期無酸素とアニシアン期の回復、Carnian Pluvial Event、ノーリアン期の天体衝突とそれに続く長い放散虫相交代区間、三畳紀–ジュラ紀境界での環境擾乱、Toarcian OAEといった、世界的に重要な複数の擾乱にわたる堆積学・生層序学・鉱物学・同位体の証拠を集成することで、放散虫と珪質堆積(siliceous sedimentation)が、酸化還元状態、一次生産性、深海への物質フラックスの変化にどう応答したかを示している。重要な意義として、統合的層序手法により時間軸を固定すると、放散虫の交代パターンを時間的に分解して捉えられる(例:ノーリアン衝突後の~1 Myrにわたる段階的な絶滅と放散、三畳紀–ジュラ紀境界でのより短命な変化、Toarcian OAEでの交代)とする。さらに、海溝到達前の海洋プレート上での堆積と、それらの記録を積み重ね保存した付加過程を理解するうえで、これらのセクションが広い地質学的価値をもつことも強調される。
- 今後の展望:
-
本論文は、この巡検ガイドを犬山–上麻生地域でのさらなる研究を促す基盤として明確に位置づけ、集成された研究における必要事項と未解決問題をいくつか挙げている。中部三畳紀の層状チャート層厚記録ではミランコビッチ規模(Milankovitch-scale)の周期性が検出できる一方、軌道強制(orbital forcing)と放散虫生産性の力学的関係はまだ十分に制約されておらず、この結びつきを明らかにするため「さらなる研究が必要」としている。ノーリアン期の衝突後区間については、E2における放散虫シリカフラックスの長期低下の原因は「同定が難しい」とされ、その継続時間は瞬間的な衝突ストレスだけでは説明しにくい傾向があるため、提示された枠組み内では根本要因が未解決のまま残る。より一般には、ジュラ紀放散虫の年代尺度較正の一部が間接的対比に依存していることから、追加の統合的な生層序・磁気層序・地球化学研究によって年代制約を改善することの継続的価値が示唆される。最後に、先行する総説以降に多くの成果が蓄積している点を踏まえ、本稿で要約したマイルストーンを土台とする学際的研究の継続が、美濃帯に保存されたパンサラッサ海遠洋環境変動とその化石記録の理解をさらに発展させるとの期待が述べられている。
- 背景と目的:
-
この論文は、日本の中部にある
で見られる、約2億5000万年前(美濃帯 ( 日本中部にある地質帯で、海のプレートが沈み込む場所で削り取られた地層が集まってできた地域です。深海でできたチャートなどがよく残っていて、昔の海の記録を調べるのに重要です。) )から約1億7000万年前(中期三畳紀 ( 今から約2億5200万年前から約2億100万年前の地質時代です。大絶滅の直後から生態系が回復していく時期を含みます。) )までの深海の地層を案内する「巡検ガイド」です。とくに、ジュラ紀 ( 今から約2億130万年前から約1億4500万年前の地質時代です。海や陸の生物が多様化し、地球環境の大きな変化も起きました。) という放散虫 ( 海に浮かんでいた小さな生物で、ガラスのようなシリカの殻をもちます。化石としてチャートに多く残り、年代を決めたり海の環境を推定したりするのに役立ちます。) や、地層に残る化学的な手がかりを使って、当時の海(パンサラッサ海)で起きた世界規模の大きな異変が、どのように記録されているかを説明します。微化石 ( 肉眼では見えないほど小さい化石のことです。地層の年代決定や環境復元に使われます。)
美濃帯では、深海でたまった の上に、海のプレートが海溝へ近づくにつれて陸からの細かい泥や砂が増えていく地層が重なって残っています。犬山–上麻生地域は、放散虫の詳しい年代区分に加えて、別の化石や磁気、岩石の性質、化学成分などの研究でも裏づけられていて、当時の海の記録としてとてもそろった場所です。チャート ( 主に生物起源のシリカからできた硬い堆積岩です。深海でゆっくり堆積し、放散虫化石を多く含みます。)
このガイドの目的は、地層の並び方と微化石の特徴を紹介しながら、酸素が少なくなる出来事、気候変化、隕石衝突、ジュラ紀の海の酸素不足などに対して放散虫がどう反応したかを示し、それを や付加体 ( 沈み込む海のプレートの上の地層が、海溝付近で削り取られて陸側に付け足され、積み重なってできた地質体です。過去の海底の記録が残りやすいです。) の考え方と結びつけて理解することです。海洋プレート層序 ( 海のプレート上で、中央海嶺付近から海溝に達するまでにたまった地層の典型的な並び方を指します。付加体の地層を「もともと海底でどう積もったか」に戻して考えるために重要です。)
- 主要な発見:
-
このガイドは、
の美濃帯 ( 日本中部にある地質帯で、海のプレートが沈み込む場所で削り取られた地層が集まってできた地域です。深海でできたチャートなどがよく残っていて、昔の海の記録を調べるのに重要です。) の集まり方や放散虫 ( 海に浮かんでいた小さな生物で、ガラスのようなシリカの殻をもちます。化石としてチャートに多く残り、年代を決めたり海の環境を推定したりするのに役立ちます。) の特徴が、大きな環境変化を敏感に反映していることを、複数の地層断面の情報からまとめています。チャート ( 主に生物起源のシリカからできた硬い堆積岩です。深海でゆっくり堆積し、放散虫化石を多く含みます。)
(1) 中部 では、鵜沼の地層で灰色チャートが赤色チャートへ変わることが、ペルム紀–三畳紀境界のころから続いた深海の酸素不足が回復していく過程を表すと考えられます。酸素不足は中部アニシアン期ごろまで、約1000万年規模で続いた可能性があります。これは、三畳紀 ( 今から約2億5200万年前から約2億100万年前の地質時代です。大絶滅の直後から生態系が回復していく時期を含みます。) が多いと酸素が少ない環境、黄鉄鉱 ( 酸素が少ない環境でできやすい鉄の鉱物です。地層ができたときの酸素の少なさを推定する手がかりになります。) が多いと酸素がある環境という見方で説明されています。赤鉄鉱 ( 酸素がある環境でできやすい鉄の鉱物です。黄鉄鉱と合わせて、昔の酸素環境を考えるのに使われます。)
(2) 桃太郎–神社セクションでは、有機物の化学成分( )から、後期オレネキアン期(スパシアン期)からアニシアン期にかけて酸素が少ない状態が続いたことが示されます。スパシアン期の終わりに酸素不足が強まったことが示され、同じ時期にシアノバクテリア由来の指標が下がり、放散虫の種類数も少ないことと一致します。これらは、酸素不足が深海だけでなく中くらいの水深まで広がり、プランクトンにも影響したことを示すと考えられます。バイオマーカー ( 生物が作った有機分子が地層に残ったもので、当時の生物や環境(酸素の有無など)を推定する材料です。)
(3) では、鉄を含む鉱物の組み合わせが3段階で変化し、とくにカーニアン多雨事変 ( 三畳紀後期に起きた、雨が増えて気候が湿潤化した短期的な変化です。陸から運ばれる物質が増えるなど、海の堆積にも影響します。) が現れてスメクタイト ( 粘土鉱物の一種で、湿潤な環境でできやすいと考えられます。地層中での増減は、気候や風化の変化を考える材料になります。) が消える時期が、雨が増えて大陸の風化や運ばれる物質が変わり、その影響が外洋の深海まで届いたことを表すと解釈されます。緑泥石 ( 粘土鉱物の一種で、生成条件がスメクタイトと異なります。地層中で消えることは、風化環境の変化を示す可能性があります。)
(4) 後期三畳紀ノーリアン期のチャートには、微小な球粒や の異常、白金族元素 ( 白金などの元素のグループで、地球外物質に多いことがあります。地層で急に増えると、隕石由来の可能性が議論されます。) の変化をもつ薄い粘土岩層があり、地球外天体の衝突を記録した可能性が高いとされます。これは約2億1400万年前の境界より約100万年前に起き、カナダのマニクアガン・クレーターに関係すると考えられます。その後の放散虫の絶滅はすぐ終わらず、約100万年かけて段階的に進み、途中でオスミウム同位体 ( オスミウムの同位体比で、地球内部や大陸、隕石など供給源の違いを反映します。衝突や火山活動、風化の変化を調べる手がかりになります。) の減少や生物源シリカ ( 放散虫などが作ったシリカの殻に由来する堆積物です。量の増減は、海の生物生産や保存条件の変化を示します。) の増加などが見られます。衝突の直後だけでは説明しにくい長い変化もあり、衝突後の生態系の組み替えが起きたと解釈されます。珪質海綿 ( シリカの骨格をもつ海綿動物です。放散虫が減った時期に増えることがあり、生態系の変化を考える手がかりになります。)
(5) 勝山(UF)セクションでは、三畳紀– 境界がチャートの色の変化と薄い頁岩層で分かり、放散虫の種類の入れ替わりは、特定のジュラ紀 ( 今から約2億130万年前から約1億4500万年前の地質時代です。海や陸の生物が多様化し、地球環境の大きな変化も起きました。) が消えた後に起きます。鉱物や磁性鉱物の変化から、短い期間の環境の乱れがあったと考えられます。またコノドント ( 昔の海にいた生物の歯のような微化石で、年代決定に使われます。チャートでは数が少ないことが多いです。) の変化は他地域の記録とも合い、後期三畳紀に同位体 ( 同じ元素でも重さが違う原子のことです。比の変化は、物質の供給源や環境変化を読み取る手がかりになります。) が長い間低下し、その後に大陸からの流入が増えた可能性が示されます。一次生産 ( 植物プランクトンなどが光合成で有機物を作る量のことです。海の食物連鎖の出発点なので、増減は生態系全体に影響します。)
(6) トアルシアン期の海洋 事変は、黄鉄鉱を含む黒色チャート、非常に多い有機炭素、炭素同位体の急な変化、その上のマンガンに富む白色チャートなどで記録されます。同時に放散虫の集まりも大きく変わり、年代はカルー–フェラル火成活動と合うとされます。無酸素 ( 海水中の酸素が非常に少ない状態です。生物に大きな影響を与え、堆積物の化学組成にもはっきり表れます。)
- 方法論:
-
この論文は、新しい分析だけを示すのではなく、巡検地点での観察と、すでに発表されている多くのデータをまとめて整理した総説です。主に次の情報を組み合わせます。
(1) 上麻生 の重なった地層(整然ユニット ( 地層の順序が比較的保たれたまま、まとまって残っている部分です。地層の連続した記録を読み取りやすいです。) )を調べ、下から上へ岩石の種類がどう変わるかをもとに、海洋プレート上でできた地層の並び(スラストシート ( 押し縮められる力で、地層が低い角度の断層に沿って重なり合った大きな板状のかたまりです。付加体の中でよく見られます。) )を復元します。年代は海洋プレート層序 ( 海のプレート上で、中央海嶺付近から海溝に達するまでにたまった地層の典型的な並び方を指します。付加体の地層を「もともと海底でどう積もったか」に戻して考えるために重要です。) で決めます。微化石 ( 肉眼では見えないほど小さい化石のことです。地層の年代決定や環境復元に使われます。)
(2) ではチャート ( 主に生物起源のシリカからできた硬い堆積岩です。深海でゆっくり堆積し、放散虫化石を多く含みます。) が少ないため、コノドント ( 昔の海にいた生物の歯のような微化石で、年代決定に使われます。チャートでは数が少ないことが多いです。) の化石を使った年代区分が中心です。確立した放散虫の帯区分を使い、可能な範囲でコノドントの帯や標準的な年代尺度と対応づけます。放散虫 ( 海に浮かんでいた小さな生物で、ガラスのようなシリカの殻をもちます。化石としてチャートに多く残り、年代を決めたり海の環境を推定したりするのに役立ちます。)
(3) 地層を比べるために、地磁気の変化にもとづく方法( )や、昔の緯度変化を考える磁気層序 ( 地層に記録された地磁気の向きの変化を使って、地層の順番や年代をそろえる方法です。広い地域の対比に役立ちます。) も使います。古地磁気 ( 岩石に残る昔の地磁気の情報を調べ、過去の緯度やプレートの移動などを推定する研究です。)
(4) 酸素が多いか少ないかの復元には、 と黄鉄鉱 ( 酸素が少ない環境でできやすい鉄の鉱物です。地層ができたときの酸素の少なさを推定する手がかりになります。) などの鉱物の情報や、有機物の化学指標を使います。赤鉄鉱 ( 酸素がある環境でできやすい鉄の鉱物です。黄鉄鉱と合わせて、昔の酸素環境を考えるのに使われます。)
(5) 隕石衝突などの出来事の判断には、 、白金族元素 ( 白金などの元素のグループで、地球外物質に多いことがあります。地層で急に増えると、隕石由来の可能性が議論されます。) 、炭素オスミウム同位体 ( オスミウムの同位体比で、地球内部や大陸、隕石など供給源の違いを反映します。衝突や火山活動、風化の変化を調べる手がかりになります。) などの化学的な手がかりを使います。同位体 ( 同じ元素でも重さが違う原子のことです。比の変化は、物質の供給源や環境変化を読み取る手がかりになります。)
(6) 中部 のチャートでは、地層の厚さの周期的な変化を解析し、地球の軌道変化による気候周期と対応するかを検討します。ただし、生産性との関係は今後の検証が必要だとしています。三畳紀 ( 今から約2億5200万年前から約2億100万年前の地質時代です。大絶滅の直後から生態系が回復していく時期を含みます。)
(7) 砕屑物の や堆積の考え方には、岩石の観察、化石の混在、礫の放射年代などを使います。供給源 ( 堆積物がどこから来たか、という考え方です。陸からの流入や火山物質などの影響を推定するのに重要です。)
- 結論と意義:
-
犬山–上麻生地域の
〜三畳紀 ( 今から約2億5200万年前から約2億100万年前の地質時代です。大絶滅の直後から生態系が回復していく時期を含みます。) のジュラ紀 ( 今から約2億130万年前から約1億4500万年前の地質時代です。海や陸の生物が多様化し、地球環境の大きな変化も起きました。) は、約8000万年にわたる外洋の深海環境の記録として、とても連続性が高いと主張しています。チャート ( 主に生物起源のシリカからできた硬い堆積岩です。深海でゆっくり堆積し、放散虫化石を多く含みます。) の中に取り込まれて保存された地層であっても、付加体 ( 沈み込む海のプレートの上の地層が、海溝付近で削り取られて陸側に付け足され、積み重なってできた地質体です。過去の海底の記録が残りやすいです。) や化学的な情報が高い精度で残っている点が重要です。微化石 ( 肉眼では見えないほど小さい化石のことです。地層の年代決定や環境復元に使われます。)
また、長期の酸素不足と回復、多雨事変、隕石衝突とその後の長い生態系変化、三畳紀–ジュラ紀境界の短い環境変化、トアルシアン期の海洋 事変など、世界的に重要な出来事をまとめて示し、無酸素 ( 海水中の酸素が非常に少ない状態です。生物に大きな影響を与え、堆積物の化学組成にもはっきり表れます。) や珪質堆積が環境変化にどう反応したかを説明しています。年代をしっかり決めることで、放散虫の入れ替わりが「どのくらいの期間で起きたか」まで読み取れることも大きな意義です。さらに、海洋プレート上での堆積と、それが海溝付近で付加体として積み重なって保存される仕組みを理解するうえで、この地域の地層が重要だと述べています。放散虫 ( 海に浮かんでいた小さな生物で、ガラスのようなシリカの殻をもちます。化石としてチャートに多く残り、年代を決めたり海の環境を推定したりするのに役立ちます。)
- 今後の展望:
-
地層の周期性から、地球の軌道変化に対応するリズムが見える一方で、それが
の生産性の変化とどうつながるかはまだ十分に分かっていません。放散虫 ( 海に浮かんでいた小さな生物で、ガラスのようなシリカの殻をもちます。化石としてチャートに多く残り、年代を決めたり海の環境を推定したりするのに役立ちます。)
また、ノーリアン期の衝突後に見られる長い変化(とくにE2の期間)が、衝突直後の短期的な影響だけでは説明しにくく、原因は未解決だとされています。
さらに、 の放散虫による年代合わせには間接的な比較に頼る部分があるため、ジュラ紀 ( 今から約2億130万年前から約1億4500万年前の地質時代です。海や陸の生物が多様化し、地球環境の大きな変化も起きました。) ・生層序 ( 化石の出現・消滅の順番を使って、地層の年代や対比を行う方法です。年代の「ものさし」として重要です。) ・地球化学を組み合わせた追加研究で年代精度を上げることが重要だと示されています。これまでの成果を土台に、分野をまたいだ研究を続けることで、磁気層序 ( 地層に記録された地磁気の向きの変化を使って、地層の順番や年代をそろえる方法です。広い地域の対比に役立ちます。) に残るパンサラッサ海の環境変動と化石記録の理解が深まると期待されています。美濃帯 ( 日本中部にある地質帯で、海のプレートが沈み込む場所で削り取られた地層が集まってできた地域です。深海でできたチャートなどがよく残っていて、昔の海の記録を調べるのに重要です。)
- 何のために?:
-
この文は、
を見に行くガイドです。地そう ( 地面の下に重なっている岩や土の層 のことです。下ほど古く上ほど新しいことが多く昔の環境 の変化 を読み取る基本 になります)
場所は、日本の中部の です。美濃 帯 ( 日本の中部にある地質 の地域 の名前で昔の海でできた岩が集まっている場所を指します。どこでどんな地層 が見られるかを決める大事な手がかりです)
とても昔の深い海の地そうを見ます。
昔は、今よりずっと前の時代です。
小さな を手がかりにします。化石 ( 昔の生き物の体やあとが石に残 ったものです。どの時代の地層 かを決めたり当時の環境 を考えたりできます)
その化石は、 といいます。放散 虫( 海にすむとても小さな生き物で体のかたい部分が化石として残 りやすいものです。種類 の変化 が時代の目印 になり海の環境変化 も分かります)
石に残 る化学のしるしも使います。
昔の大きな海の変化 を調べます。
美濃帯 には、深海の石が重なります。
上には、陸 から来たどろや砂 もあります。
犬山や上麻生は、記録 がよくそろいます。
このガイドは、地そうの並 びを学びます。
そして、放散 虫の変化 も見ていきます。
海の酸素 がへった時などを考えます。
のいん石 ( 宇宙 から地球に落ちてくる石のことです。しょうとつのあとを見つけると生き物や環境 がどう変 わったかを考えられます) のあとも調べます。しょうとつ ( いん石が地球にぶつかることです。大きな環境変化 を起こすことがあるので地層 の変化 と結 びつけて調べます)
地そうができるしくみと、つなげます。
- 何が分かったの?:
-
や放散 虫( 海にすむとても小さな生き物で体のかたい部分が化石として残 りやすいものです。種類 の変化 が時代の目印 になり海の環境変化 も分かります) は、チャート ( 海の中でゆっくりたまったとてもかたい岩で放散 虫などの成分 からできることが多いです。深い海の長い記録 が残 りやすく色の変化 などから環境 が読めます) 環境 の変化 に敏感 です。
いくつかの場所の を地そう ( 地面の下に重なっている岩や土の層 のことです。下ほど古く上ほど新しいことが多く昔の環境 の変化 を読み取る基本 になります) 比 べてまとめます。
中部 では、チャートの色が三 畳 紀 ( とても昔の地質時代 の名前です。いつ起きた変化 かを時代として整理するために使います) 変 わります。
灰色 から赤色へ、かわる場所があります。
これは、海の酸素 が戻 ったしるしかもです。
酸素 が少ない時期は、長く続 いたそうです。
鉄の入った のちがいで考えます。鉱物 ( 岩を作っているつぶつぶの材料 のことです。種類 によってできたときの条件 が分かるので環境 の手がかりになります)
別 の場所でも、酸素 が少ないしるしがあります。
石の中の のしるしを調べました。有機物 ( 生き物に由来する物質 のことです。石の中の有機物 の残 り方から酸素 が少なかったかなどを考えられます)
そのころ、酸素不足 が強まったようです。
同じころ、放散 虫の種類 も少ないです。
深い海だけでなく、上の海にも影響 です。
雨が多いできごとも見つかります。
土や石の成分 が、段階的 に変 わります。
雨で大地がけずれ、海へ物が流れます。
その影響 が、深い海まで届 いたようです。
後の時代に、 のいん石 ( 宇宙 から地球に落ちてくる石のことです。しょうとつのあとを見つけると生き物や環境 がどう変 わったかを考えられます) のしるしも。しょうとつ ( いん石が地球にぶつかることです。大きな環境変化 を起こすことがあるので地層 の変化 と結 びつけて調べます)
小さなつぶや、特別 な が見つかります。元素 ( 物を作る基本 の材料 の種類 のことです。特別 な元素 が多いかどうかでいん石のしょうとつなどの出来事を見つけられます)
しょうとつのあと、生き物はすぐ戻 りません。
長い時間をかけて、少しずつ変 わります。
海の中の生き物の組み合わせが変 わります。
三畳 紀 と のジュラ紀 ( 三畳 紀 の次の地質時代 の名前です。地層 や化石の変化 を時代の区切りで比 べるときに重要 です) も調べます。さかい目 ( 時代と時代の境界 のことです。どこで時代が切りかわるかを正しく決めると変化 の速さや原因 を考えやすくなります)
チャートの色や、うすい岩で分かります。
放散 虫の入れかわりの順 も分かります。
短い間、環境 が乱 れたかもしれません。
ジュラ紀には、海の酸素 がなくなる時期も。
黒いチャートなどが、そのしるしです。
放散 虫の集まり方も、大きく変 わります。
- どうやったの?:
-
この文は、たくさんの研究をまとめたものです。
見学できる場所で、石をよく観察 します。
が下から上へどう地そう ( 地面の下に重なっている岩や土の層 のことです。下ほど古く上ほど新しいことが多く昔の環境 の変化 を読み取る基本 になります) 変 わるか見ます。
それで、海の上でできた順 を考えます。
年代は、 などの放散 虫( 海にすむとても小さな生き物で体のかたい部分が化石として残 りやすいものです。種類 の変化 が時代の目印 になり海の環境変化 も分かります) で決めます。化石 ( 昔の生き物の体やあとが石に残 ったものです。どの時代の地層 かを決めたり当時の環境 を考えたりできます)
では、チャート ( 海の中でゆっくりたまったとてもかたい岩で放散 虫などの成分 からできることが多いです。深い海の長い記録 が残 りやすく色の変化 などから環境 が読めます) 放散 虫の化石をよく使います。
決まっている区分と比 べて年代をそろえます。
地球の磁石 の向きの変化 も使います。
昔の を考える調べ方も使います。緯度 ( 地球のどのあたりの位置 かを表すものです。岩ができた場所が昔どのくらいの位置 だったかを考えるのに必要 です)
酸素 が多いか少ないかも考えます。
や黄鉄鉱 ( 鉄と硫黄 からできる鉱物 です。酸素 が少ない環境 でできやすいので海の酸素 状態 を考える目印 になります) などの赤鉄鉱 ( 鉄からできる赤い色の鉱物 です。酸素 がある環境 でできやすくチャートの色の変化 の理由を考えるのに使えます) を見ます。鉱物 ( 岩を作っているつぶつぶの材料 のことです。種類 によってできたときの条件 が分かるので環境 の手がかりになります)
のしるしも、手がかりにします。有機物 ( 生き物に由来する物質 のことです。石の中の有機物 の残 り方から酸素 が少なかったかなどを考えられます)
のいん石 ( 宇宙 から地球に落ちてくる石のことです。しょうとつのあとを見つけると生き物や環境 がどう変 わったかを考えられます) は、しょうとつ ( いん石が地球にぶつかることです。大きな環境変化 を起こすことがあるので地層 の変化 と結 びつけて調べます) で調べます。元素 ( 物を作る基本 の材料 の種類 のことです。特別 な元素 が多いかどうかでいん石のしょうとつなどの出来事を見つけられます)
白金の仲間 や、 などを使います。同位体 ( 同じ元素 でも重さが少しちがう種類 のことです。比 べ方で物の由来や起きた出来事の手がかりが得 られます)
地そうの厚 さのくり返しも調べます。
地球の回り方の変化 と関係 するか見ます。
ただし、まだはっきりしない点もあります。
どろや砂 の来た場所も考えます。
石の見た目や、小石の年代も使います。
- 研究のまとめ:
-
犬山と上麻生の
は、長いチャート ( 海の中でゆっくりたまったとてもかたい岩で放散 虫などの成分 からできることが多いです。深い海の長い記録 が残 りやすく色の変化 などから環境 が読めます) 記録 です。
深い海のようすが、つながって残 ります。
古い でも、手がかりがよく地そう ( 地面の下に重なっている岩や土の層 のことです。下ほど古く上ほど新しいことが多く昔の環境 の変化 を読み取る基本 になります) 残 ります。
小さな や、化学のしるしが大事です。化石 ( 昔の生き物の体やあとが石に残 ったものです。どの時代の地層 かを決めたり当時の環境 を考えたりできます)
酸素 不足 と回復 の流れが分かります。
雨が多い時期の変化 も分かります。
のあと、長くいん石 ( 宇宙 から地球に落ちてくる石のことです。しょうとつのあとを見つけると生き物や環境 がどう変 わったかを考えられます) 続 く変化 も分かります。
時代の の短いさかい目 ( 時代と時代の境界 のことです。どこで時代が切りかわるかを正しく決めると変化 の速さや原因 を考えやすくなります) 変化 も分かります。
の大きなジュラ紀 ( 三畳 紀 の次の地質時代 の名前です。地層 や化石の変化 を時代の区切りで比 べるときに重要 です) 酸素不足 も分かります。
年代をしっかり決めるのも大切です。
いつ、どれくらいで変 わったか読めます。
海の石が陸 に取りこまれるしくみも学べます。
そのために、この場所はとても大事です。
- これからどうする?:
-
のリズムが見えることがあります。地そう ( 地面の下に重なっている岩や土の層 のことです。下ほど古く上ほど新しいことが多く昔の環境 の変化 を読み取る基本 になります)
でも、 の放散 虫( 海にすむとても小さな生き物で体のかたい部分が化石として残 りやすいものです。種類 の変化 が時代の目印 になり海の環境変化 も分かります) 増 え方とつながるかは不明 です。
のあとの長いいん石 ( 宇宙 から地球に落ちてくる石のことです。しょうとつのあとを見つけると生き物や環境 がどう変 わったかを考えられます) 変化 も、まだなぞです。
短い影響 だけでは、説明 しにくいそうです。
の年代合わせは、むずかしい所も。ジュラ紀 ( 三畳 紀 の次の地質時代 の名前です。地層 や化石の変化 を時代の区切りで比 べるときに重要 です)
もっと正しくするため、追加 の研究が必要 です。
、化石 ( 昔の生き物の体やあとが石に残 ったものです。どの時代の地層 かを決めたり当時の環境 を考えたりできます) 、化学を合わせて調べます。磁気 ( 地球がもつ磁石 の性質 のことです。岩に残 る磁気 を調べると昔の地球の状態 や年代をそろえる助けになります)
これから、海の変化 の理解 が深まります。
- 著者名:
- Onoue Tetsuji, Hori Rie S., Kojima Satoru
- 掲載誌名:
- Science reports of Niigata University. (Geology)
- 巻:
- 32(Supplement)
- ページ:
- 29 - 69
- 発行日:
- 2017-10
- 新潟大学学術リポジトリリンク:
- http://hdl.handle.net/10191/48671
