St Andrews大学とドイツの有名研究センターによる新しい研究は、地球科学で最も尋ねられる質問の1つ、「何が正確に地球最大の大量絶滅を起こしたのか」という疑問に答えを導くものです。
約2億5200万年前、恐竜が出現するずっと前のペルム紀-三畳紀の境界で、地球上で知られている最大の大量絶滅が起こりました。 95%以上の海洋生物が絶滅し、かつて豊かで多様な生態系を誇っていたペルム紀の海の生物は、わずか数万年という地質学的瞬きの間に一掃されてしまったのです。
科学者たちは長い間、絶滅の原因について、ボリドの衝突やガスハイドレートの溶解から火山まで、地球を生命にとって過酷な環境にする気候や環境の変化を引き起こしたという説を議論してきた。
このたび、GEOMAR ヘルムホルツ海洋研究センター(キール)、ヘルムホルツセンター・ポツダム(GFZ)、セントアンドリュース大学地球環境科学部の国際研究チームが主導した新しい研究結果が発表されました。 10月19日(月)発行のNature Geoscience誌は、絶滅の根本的なメカニズムとその結果について初めて決定的な証拠を示し、「地球最大の大量絶滅の原因は何か、このような致命的な規模の現象はどのようにして起きたのか」という重要な疑問についに答えを出しました。
現在セント・アンドリュース大学を拠点とするハナ・ジュリコヴァ博士率いる研究チームは、元素のホウ素と炭素の異なる同位体を用いた新しい分析手法を用い、化石腕足類の殻から古代海洋のpHを復元しました。 大絶滅期には多くの腕足類も絶滅しましたが、研究チームは、絶滅の急激な始まりを示す重要な時間帯に腕足類の貝殻を発見したのです。 海水pHは、吸収された二酸化炭素(CO2)の量によって変化する海洋酸性度を記録する重要な指標であるだけでなく、炭素同位体の制約と合わせて、絶滅イベント発生時の大気中のCO2量と発生源の変化を決定することができた。
研究チームは、ペルム紀-三畳紀の危機の引き金は、現在のシベリアの巨大な火山噴火の結果生じた大規模な洪水玄武岩地域に由来する大気への大きな二酸化炭素のパルスであると決定することができました。 分析によると、この火山噴火によって100,000億トン以上の炭素が大気中に放出され、絶滅の始まりの引き金となったことが明らかになった。 これは、産業革命以降に燃やされた炭素を含め、現代の化石燃料に含まれるすべての炭素の40倍以上に相当します。 その結果、当初、CO2の摂動は、多くの生物、特に炭酸カルシウムの殻や骨格を作る生物にとって致命的な極端な温暖化と海の酸性化を引き起こしたことがわかりました。 しかし、温室効果は、陸上での化学風化速度や海洋での栄養分の投入と循環にさらなる劇的な変化をもたらし、海洋の大規模な脱酸素化とおそらく硫化物中毒を引き起こし、残った生物群を死滅させた。
したがって、ペルム紀-三畳紀大量絶滅は、数千年にわたる大気への巨大な炭素注入により、環境を維持する重要な地球サイクルが次々と崩壊したと言える。 高温、酸性化、酸素の喪失、硫化物中毒などの極端な変化と複数のストレス要因が組み合わさって、多種多様な海洋生物を一掃し、絶滅の深刻さを説明しました」
主任研究者のジュリコバ博士は次のように述べています。 私たちの研究は、炭素源と危機の引き金を初めて正確に再現し、地球最大の大量絶滅をもたらしたその後の一連のプロセスを明らかにしました」
「地球上の生物の進化の過程を大きく変えた大惨事から生態系が回復するには、数十万から百万年かかりました」
写真キャプション
写真1: 写真2:Jurikovaら(2020)の知見に基づき、ペルム紀~三畳紀の大量絶滅の発生を描いた図解。 シベリアン・トラップスからの火山性CO2の大量放出による海洋酸性化と表層海域の海洋生物の消滅。 イラスト:Dawid Adam Iurino(PaleoFactory, Sapienza University of Rome)for Jurikova et al(2020)<6584><873>論文「Permian Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations」は、雑誌「Nature Geoscience」に掲載されており、オンラインで入手できます<6584><873>論文に記載されているDOI(doi.org/10.1038/s41561-020-00646-4)がすべてのオンライン記事やソーシャルメディア投稿に含まれ、Nature Geoscienceが出典としてクレジットされていることをご確認ください。
このプロジェクトは、欧州連合のホライゾン2020研究・革新プログラム、「BASE-LiNE Earth」イノベイティブトレーニングネットワーク(ITN)(契約番号643084)から資金提供を受けて行った国際共同研究です。
発行:セントアンドリュース大学コミュニケーションオフィス
研究内容