2024年 | プレスリリース?研究成果
白亜纪中期の海洋生物の大量絶灭は7回の巨大火山喷火とアジア大陆东部の湿润化が原因
【本学研究者情报】
〇総合学术博物馆
教授 髙嶋 礼詩 （たかしま れいし）
【発表のポイント】
- 白亜纪中期の9450万～9390万年前にかけての60万年间、地球は急激に温暖化するとともに、海洋の広い范囲で溶存酸素が低下して、海洋生物の大量絶灭が起こりました（海洋无酸素事変2（注1））。
- 本研究では、北海道北西部苫前町において、海洋无酸素事変2の期间に堆积した世界で最も厚い地层を発见し、海洋无酸素事変2は、7回の火山活动の活発化によって起こったことを明らかにしました。
- 火山活动の活発化と同期して、东アジアの降水量が大幅に増加したことが明らかになりました。
【概要】
海洋无酸素事変2は、恐竜などの絶灭を引き起こした陨石衝突事件を除くと、白亜纪最大の生物絶灭事件の一つとされています。
東北大学総合学术博物馆の髙嶋礼詩教授と英国ダラム大学のDavid Selby教授を中心とした研究グループ（福井県立大学、他）は、海洋無酸素事変2の期間に堆積した、世界で最も厚い地層を北海道苫前町で発見しました。
今回発见した地层（虾夷层群）は、アジア大陆东冲の北西太平洋の半深海で堆积したと考えられます。この地层の岩石に対して各种分析（オスミウム同位体比（注2）、炭素安定同位体比（注3）、无机元素组成（注4）、微化石、有机分子化石（注5）分析）を行った结果、この时期には7回の巨大火山喷火があり（図2）、火山ガスを介して大量の二酸化炭素が大気中に放出され、地球温暖化と一部の地域での极端な湿润化が起こったことが明らかになりました。さらに、特にアジア大陆东部の降水量が大幅に増加し、大量の栄养塩がアジア大陆から太平洋へと流出した结果、世界中の海洋の溶存酸素が着しく低下した可能性が高い（図3）ことが分かりました。降水量の増加は、东アジアの植生を裸子植物优势の森林から被子植物优势の森林へと一変させたことも分かりました（図3）。当时の地球温暖化は、陆上の植生と海洋环境に多大な影响を与え、その回復に60万年の时间を要したことになります。
この研究成果は、2024年2月19日発行のオープンアクセス国际学术誌Communications Earth & Environmentにおいて発表されました。
図1．白亜纪の古地理図と検讨した地层（虾夷层群）、巨大火山体の位置
【用语解説】
注1. 海洋無酸素事変2：
白亜紀（1億4500万年前～6600万年前）の中ごろには、海洋において酸素に乏しい水塊が広域に発達した現象が何度か発生したことが知られており、海洋無酸素事変（Oceanic Anoxic Events、略してOAEs）と呼ばれている。白亜紀には8回程度の海洋無酸素事変（Faraoni OAE、 OAE1a、 Fallot OAE、 OAE1b、 OAE1c、 OAE1d、 OAE2、 OAE3など）が起こったが、無酸素水塊の発達範囲や海洋生物の絶滅率に関しては、「海洋無酸素事変2」が最大規模とされている。海洋無酸素事変2の引き金となった大規模火山活動は、カリブ海海面下にあるカリブ海台（白亜紀当時は中央太平洋に位置していた）、マダガスカル洪水玄武岩、北極圏巨大火成岩岩石区などが挙げられているが、いずれの影響によるかは、いまだ明らかでない。大規模な火山活動によって急激な温暖化と湿潤化が生じ、大量の栄養塩が大陸から海洋にもたらされた結果、海洋の富栄養化と一次生産の増加に起因した無酸素水塊の拡大が生じたと考えられている。今回、当時最大の大陸であったアジア大陸の湿潤化に伴う降水量の増加がこの海洋無酸素事変2の発生に大きく寄与した可能性を指摘することができた。
注2. オスミウム同位体比：
白亜纪には，日本列岛の数倍の面积に达する巨大な玄武岩の火山が海底にいくつか形成された．これらの火山の喷火の际には，マントルに含まれる188翱蝉も大量に海水中に放出され、全海洋の海水のオスミウム同位体比（187Os/188翱蝉）が大きく减少した。こうした変动は地层の中に记録され、过去の火山活动の変化を復元することが可能である。
注3. 安定炭素同位体比：
堆积物中の有机物や炭酸塩化石に含まれる炭素の2つの同位体［炭素12（12颁）と炭素13（13颁）］の比を国际标準物质の炭素同位体比に対する千分率偏差で表したもの（δ値と称し、ここではδ13颁値）。地层中の有机物や炭酸塩化石には当时の地球表层（大気や海洋中）の同位体比が记録されている。海洋无酸素事変で大量の有机炭素が堆积物中に埋没すると、地层に记録された炭素同位体比（13C/12颁）は大きくなるため、海洋无酸素事変の指标となる。
注4. 無機元素含有量：
泥岩に含まれる各种无机元素のうち、カリウムとルビジウムの比は、当时の大陆风化の强弱を反映し、风化が强まるほど、堆积物に含まれるルビジウムに対するカリウムの比率が高くなる。一方、泥岩中の黄鉄鉱化した鉄の量（パイライト化度）は、地层ができた当时の海洋底层の溶存酸素量の指标となる。海底の溶存酸素が减少するほど、海底では多くの硫化水素（贬2厂）が発生して堆积物中の鉄と结合して黄鉄鉱（贵别厂2）が生じるために、パイライト化度は高くなる。
注5. 有機分子化石：
地层中に残された生物由来の有机分子の中で、芳香族トリテルペノイドとジテルペノイドは、それぞれ、被子植物と裸子植物に由来する。このため、これらの有机分子の比は、当时の植生における被子/裸子植物比を反映する。
问い合わせ先
（研究に関すること）
東北大学総合学术博物馆
教授 髙嶋 礼詩 （たかしま れいし）
电话：022-795-6620
贰尘补颈濒：谤别颈蝉丑颈.迟补办补蝉丑颈尘补.补7*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
電話： 022-795-6708
贰尘补颈濒：sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp（*を蔼に置き换えてください）
