2004年1月29日木曜日

2_31 謎の大絶滅(その2 )

 ペルム紀と三畳紀の時代境界は、古生代と中生代の境界でもあります。この境界はP-T境界とよばれています。前回は、P-T境界の時代に、海の表面(石灰岩)と海底(チャート)でたまった地層から、その事件を読みとろうという研究を紹介しました。それらの地層から読みとった情報は、どんな事件を意味しているのでしょうか。今回は、P-T境界で起こった事件をみていきましょう。

 石灰岩は、暖かい地域の海洋の真ん中の海洋島で造礁性生物がつくったものです。その石灰岩は、ペルム紀後期までたくさんつくられていたのですが、ペルム紀最末期から三畳紀中期まで、まったくつくられなくなります。「リーフギャップ」とよばれるものです。これは、P-T境界の異変が、大陸地域だけでなく、海洋全体にまで及んだことを意味します。つまり、地表全体に及んだ異変であるのです。
 犬山のチャートから、深海底の様子がわかります。前回紹介したように、P-T境界前後1000万年間は放散虫化石がありませんでした。これは、遠洋性の表層のプランクトンにまで絶滅が及んでいることを意味します。これは、石灰岩で得られた結論とおなじことを示しています。
 また、P-T境界前後2000万年間は、還元的堆積物が堆積しています。これは、深海が還元的な環境になりました。つまり、酸素のない状態になったと考えられています。これを、「超酸素欠乏事件(Superanoxia)」とよんでいます。
 酸素欠乏の事件は、地球の歴史では時々おこっています。小さな海洋酸素欠乏事件だと1万から10万年ほど(たとえば、白亜紀と第三紀の境界、つまりK-T境界)継続します。通常の酸素欠乏事件だと10万から100万年ほど(たとえば、ジュラ紀と白亜紀の境界)継続します。ところが、超酸素欠乏事件では、1000万年も継続します。これがP-T境界でおこった事件です。
 このような「超酸素欠乏事件」は、海水循環の悪化や表層での酸素の生産停止などによって起こると考えられます。しかしまだ事件の真の原因はわかっていません。
 重要なことは、P-T境界の出来事が、その境界では対称的な岩石の様子(岩相といいます)で変化していることです。これは、隕石の衝突ではないことを示しています。隕石は突然起こる事件です。衝突時に急に現象がおこるのですが、その影響はゆっくりと消えていくはずです。ですから隕石衝突の事件では、対称性な岩相の記録にはなりません。
 磯崎さんたちは、ほんの少ししかないある石に気づかれました。P-T境界の石灰岩には、非常に薄いのですが凝灰岩がありました。赤坂では、5mmほどの厚さの酸性凝灰岩があり、城川では、ボーリングのためにその資料はなく不明です。上村では1~3mm淡緑色粘土層があり、それは凝灰岩から由来する可能性がありました。
 そして磯崎さんたちは、今度は、さらに東の中華人民共和国四川省朝天(Chaotian)というところにあるP-T境界を調べに行かれました。ただし、この地層は、大陸棚の石灰岩でできています。朝天の火山灰層は、厚くなっています。朝天では、多数の白色酸性凝灰岩が数cm~3mの厚さで見つかっています。
 これらの凝灰岩は、東で薄く、西で厚いという状態になっています。自転の影響で、風は西から東に向かって吹きます。ですから、現在の位置関係で見ると、中国の朝天周辺か、それより西側に巨大が火山があった可能があります。ところが、それに、相当する適当な(時代と火山のマグマの性質が一致す)火山が見つかってないです。適当な火山とは、同じ時代で火山のマグマの性質がP-T境界のものに一致する必要があるのです。
 いままで、P-T境界の大量絶滅について、いくつもの原因が考えられてきましたが、どれもまだこれだというものに絞られていません。地球外の原因(隕石衝突、宇宙放射能)は、上で述べたようま理由から、否定されました。
 ペルム紀後半の地球規模の事件は、
・大規模な海退
・異常な火山活動
・海洋の超酸欠事件
がどうも同時多発的に起こっているようです。これらの因果関係はよくわかっていませんが、このころに、ひとつ重要な地質現象が起こっています。
 パンゲアという超大陸が、分裂しているのです。超大陸の分裂は、巨大な暖かいマントルの上昇(スーパープルームという)によって、おこります。大陸が割れる地域では激しい火山活動が起こります。それが、地球規模の環境変化を起こしたのではないかと考えられ、「プルームの冬」と名づけられて、現在研究されています。
 そして、P-T境界にみられる火山灰を供給した火山が、もしかすると「プルームの冬」の原因となった火山活動のひつとかもしれません。でも、まだ「プルームの冬」のシナリオはできあがっていません。つまりまだ情報不足なのです。今後より確かなシナリオがつくられていくはずです。
 P-T境界の絶滅は、陸でも海でも生物の大絶滅が起こりました。それは、顕生代で最大の絶滅です。そんな絶滅の原因がまだわかっていないのです。地球の歴史には、まだまだわからないことがいっぱいあります。