2009年1月29日木曜日

1_72 年代測定の進歩とともに:大陸の形成4(2009.01.29)

 年代測定の進歩とともに、研究の方法が当然変わってきます。そして、やがては大量のデータを用いることによって偏りのない結果となっていきます。大陸の成長のスピードを決めるための、研究者たちの努力を見ていきましょう。

 大陸は時間とともに増えてきたことを、前回のエッセイで紹介しました。しかし、その増え方が問題です。一様、単調に増えてきたのでしょうか。それとも、ある時期だけ急激に増えるようなことがあったのでしょうか。もしそうなら、その時期はいつなのでしょうか。
 そもそも大陸増加の程度などというものは、どのように調べればいいのでしょうか。大陸の増加の程度を知ることは、なかなか困難です。しかし、科学者たちは、そのなぞにある一定の答えを出そうとしています。そのためには、まずは、年代測定をする技術が必要でした。
 年代測定が確立されて初期のころは、同じマグマからできたいくつかの岩石を集めて年代測定する方法、またある仮定に基づいて一つの鉱物や岩石の分析から年代を決定する方法が主なものでした。当初は精度があまりよくなく、手間もかかりました。ですからデータも少なかったのですが、分析装置の進歩によって、花崗岩の年代測定が精度よくできるようになりました。
 その方法によって、各地の花崗岩の年代測定がおこなわれ、データが公表されました。やがて、大陸の花崗岩から得られた年代のデータを集めて頻度分布が書かれました。その結果のグラフをみると、27億年前、19億年前、10億年前あたりにピークが見えてきました。つまり、花崗岩の公表されたデータから、大陸の花崗岩の形成年代が、一様ではなく、多い時期や少ない時期があることがわかってきたのです。
 ただし、この年代のピークには注意が必要です。研究対象として成果の出やすい地域や岩石が、年代測定がなされていくはずです。ですから、論文の数を反映している年代のピークは、大陸の形成の過多を直接に反映しているとは限りません。そこには、人為的な偏りが含まれている可能性があります。
 その後、技術の進歩により、微量や微小部分の分析が可能となり、多様な岩石での年代測定ができるようになってきました。各地で、多様な岩石の年代データが、多数、公表されるようになってきました。
 1990年代にまとめられた結果をみると、大陸の花崗岩の形成年代は、27~25億年前、20~17億年前、13~10億年前に多いことがわかってきました。分析精度が格段に上がったのですが、やはり、データが少ない時代の見積もりと一致していました。
 また、グリーンストーン帯と呼ばれる地域の岩石データを集めると、27億年前、19億年前、13億年前にピークを持つことがわかってきました。グリーンストーン帯とは、現在の日本列島のように海洋地殻が沈み込む付近を構成していた多様な岩石(海洋底の玄武岩、列島の火山岩、火山灰、堆積岩、花崗岩など)からなる地帯のことです。変質を受けた岩石が緑色になっていることが多いため、グリーンストーン帯という名称がつきました。大陸地殻には、グリーンストーン帯が大きな花崗岩体を区切るように見つかっています。グリーンストーン帯は、大陸の重要な構成要素と考えられています。花崗岩とともに、グリーンストーン帯が形成された年代も似たものとなりました。
 さらに、分析技術が進むと、最古の岩石を決定したような、一粒の結晶で正確な年代測定ができるようになってきました。その技術を利用して、大量の分析を行うことを前提に、大陸の成長を統計的にも十分信頼性のあるデータを得る方法が行われるようになりました。
 それは、大陸を流れる大河の砂を利用して、大陸の岩石の年代を調べようとする試みです。大河は、その流域が広く、大陸の岩石を砂として広く集めます。河口付近の川砂の中から年代測定できる結晶(ジルコンと呼ばれる鉱物)を集めて分析すれば、流域の平均的な年代を求めることができます。現在、その試みが大規模に進められています。その紹介は次回としましょう。

・人為的偏り・
年代測定は、当初はデータの得られやすいものから、
そして手近なところからなされます。
たぶん、欧米の研究者が、欧米の試料を用いてなすはずです。
それは、純粋に研究者の興味に基づいてなされることですから、
統計的には、かなりの偏りがあると予想されます。
ところが、人為的な偏りがあるはずとされたものが、
実際には、人為的な偏りがほとんどなかったという結果になりました。
これが意味することは、人間の興味が多様であって、
その多様さには偏りがなかったことを意味していると考えられます。
人間の本性を垣間見るようで、
なかなか興味深い結果ではないでしょうか。

・量が質を・
私は、各地の川砂を集めています。
網羅的に実物を集めることを
今のところ、第一の目的としています。
いずれは、研究素材にするつもりですが、
とりあえずは、量で勝負というところです。
予算もなく、一人でやっていることですから、
そのスピードは遅々たるものですが、
チリも積もれば山となる、
継続は力なり、と考えています。
いずれは、量が質を生むことがあるはずだと考えています。
まずは、現場に行き、その地の自然を感じることが重視しています。