古原生代の酸化事変:古土壌と13Cが豊富な炭酸塩岩からの制限

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先カンブリア時代の大気中の酸素の濃度変化は、地球化学的課題のみならず、生命の進化と密接に関連し、近年盛んに研究が行われている。堆積岩中の安定同位体分析など様々なアプローチがなされているが、我々が対象としているのは古土壌(paleosol)と呼ばれる、当時の風化を受けた岩石である。しかし古土壌は風化後、例外なく続成・変成作用を受けた弱変成岩であり、当時の風化過程は未だに理解されておらず、従って、古土壌から推定される大気酸素の濃度は常に曖昧さを伴う。我々はより確かなデータの抽出を行い、そこからの大気酸素の濃度の推定を試みている。前年度は、文献の鉄、マンガンのデータをコンパイルして、モデルによる鉄とマンガンの残存率の増加から、28億年前から17億年前までの大気中の酸素濃度の上昇を見積もった。今年度はFe(II)とFe(III)のデータをコンパイルし、モデルにFeの酸化速度の式を組み入れ、より的確な適用を行った。結果は前年度と同様であった。即ち、大気中の酸素濃度は20-22億年前の期間で、急上昇したのではなく、27億年前から17億年前までの間で、比較的徐々に上昇したことがわかった。23億年前花崗岩に発達したVille Marie(カナダ)の古土壌、19億年前玄武岩に発達したFlin Flon(カナダ)の古土壌に対し、ICP-MSによる希土類元素の化学分析も合わせて行った。