Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

炭素同位体 / ストロンチウム同位体 / ドロマイト / イラン / 中国 / 先カンブリア系 / デボン系 / オルドビス系 / 先カンブリア・カンブリア境界 / テンペスタイト / シークエンス層序学 / 氷河性堆積物 / バライト / 中国南部 / 炭酸塩岩 / 炭素同位体組成 / オルドビス紀 / シルル紀境界 / グラプトライト化石 / オルドビス / シルル系境界 / 氷期 / ガスハイドレート / 希土類元素 / 原生界 / 先カンブリア時代 / バクテリア / 扁平礫レキ岩 / シルル紀

前期古生代を対象として研究を始めたが、地球環境の変遷という視点からは先カンブリア時代後期からの移行も重要と判断し本研究に含めた。研究手法としては、1.イランおよび中国のいわゆる古テチスと呼ばれる地層を対象とした現地調査と分析試料の採取、2.薄片観察を中心とする試料の観察、3.炭酸塩および泥岩試料の化学分析、同位体組成分析による堆積環境の推定と生物の絶滅イベントの抽出、などを含む。調査地域と研究内容は多岐にわたり、全体の総合化と評価作業は現在も進行中であるが、個別研究についての要点は以下の通り。
1.先カンブリア時代末期の環境と進化について:中国南部の先カンブリア時代末期の堆積岩中に典型的な氷河性堆積物(DAIMICTITEマリノアン氷期)が発達、これを厚さ約4mのドロマイト層が直接覆う。ドロマイト層は全球凍結直後の炭酸塩(CAP CARBONATE)とされる。ドロマイト層全層の観察と分析から、この炭酸塩はメタンの影響による強い還元環境下、初生的ドロマイトからなるペロイドが深海に堆積して出来たものであることが分かった。炭酸塩堆積物と炭素およびストロンチウム同位体組成の変動関係から、ドロマイトの上位50mの炭酸塩中に氷期を示唆する同位体異状を見いだした。2回の氷期に挟まれる時代は黒色頁岩が卓越、頁岩中のチャートノジュール中には菌糸様構造など微生物組織が豊富に保存されていることが確認された。
2.中国およびイランで、デボン紀末期およびオルドビス紀-シルル紀境界の生物の大量絶滅と環境変動について調査を進めた。前者では従来の隕石衝突説を検証する一方、粘土鉱物組成や有機物量の変化、同位体変動から、温暖化に伴うガスハイドレートの分解が変動要因として重要であることが指摘される。後者については、今回新たな境界露頭を発見し黒色頁岩境界中に温暖化を示唆する炭酸塩が発達することを確認した。

先カンブリア / カンブリア境界 / カンブリア大爆発 / ファメニアン / フラニアン境界 / 炭素同位体組成 / 希土類元素 / セリウム異常 / 酸化還元環境 / P / T境界 / アバデ- / ジョルファ / 炭素同位体層序 / イラン / 中国 / 炭素同位体 / カンブリア / 絶滅事変 / 地球環境 / 二畳-三畳境界 / エルブールズ / 先カンブリア系 / 先カンブリア-カンブリア境界 / 炭酸塩岩 / 石炭系 / 周期堆積 / エディアカラ動物群

当初、先カンブリア/カンブリア境界(P/C境界)事変の実態を明かにすることを目的として、イラン北部での海外学術調査を始めた。しかし、イラン側の共同研究者らと現地調査を進める過程で対象をP/C境界だけに限定せず古生界を通じての変動実態を明かにし、それらとの対比のなかでP/C境界事変の実態を解明する事とした。調査対象に選んだイラン北部および中部には先カンブリア紀末期から古生代の地層が連続的に好露出しているセクションがあり、アクセスが良くないそれらの連続セクションで、ごく一部だけを調査することは今後の研究の展開から考えても適当ではないと判断した。これまでの現地調査と試料の分析によってP/C境界から古生界の化学層序と環境変動について多くの新知見が明かになっ。要点は以下の通りである。
1.P/C境界の直下で負の炭素同位体異常、直上(カンブリア爆発層準)で正の同位体異常、カンブリア紀後期に顕著な正の異常が認められた。始めの2つの異常はそれぞれ先カンブリア型生物の絶滅、古生代型生物の出現に対応するものである。
デボン紀の後期に負の異常が認められた。これはファメニアン/フラニアン境界に対応する可能性がある。
3、石炭紀、ペルム紀では数万年周期の炭素同位体変動が認められる。これは氷床の発達、氷期/間氷期周期に対応する可能性がある。
4、希土類元素の分析を行い、セリウム異常を計算した。研究対象としたP/C境界から古生代にかけてセリウム異常はほとんど認められず、古生代を通じて還元的な海洋が卓越していたと推定されるが、カンブリア爆発のあったトモチアン階では顕著なセリウム負異常が認められた。生物の爆発的進化が地球表層の酸化レベルの一時的な上昇に依ることが強く示唆される。

【研究分担者】
角和善隆	東京大学	大学院・総合文化研究科	助手	(Kakenデータベース)
荻原成騎	東京大学	大学院・理学系研究科	助手	(Kakenデータベース)
棚部一成	東京大学	大学院・理学系研究科	教授	(Kakenデータベース)
狩野彰宏	広島大学	理学部	助手	(Kakenデータベース)
田沢純一	新潟大学	理学部	教授	(Kakenデータベース)
王偉	東京大学	大学院・理学系研究科	外国人特別研究員
相沢省一	群馬大学	工学部	助教授	(Kakenデータベース)
上野勝美	福岡大学	理学部	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
ウッシュマンド A.	イラン地球科学技術研究所	所長
上野勝美	筑波大学	地球科学系	講師	(Kakenデータベース)
狩野彰宏	広島大学	理学部	助手	(Kakenデータベース)
角和善隆	東京大学	大学院・総合文化研究科	助手	(Kakenデータベース)
HUSHMAND A.	Research Institute of Earth Sciences, Director
ハムディ B.	イラン地球科学研究所	教授
吉田鎮男	東京大学	大学院・理学系研究科	助教授	(Kakenデータベース)