原生代後期の地球表層環境変動の解読

原生代後期からカンブリア紀までにおける化石の研究から、生命は6億3千万年前から5億3千万年前(エディアカラ紀～カンブリア紀)に急激に進化・多様化した事が知られている。この生命の爆発的進化を起こした原因について同位体地球科学の立場から解明が試みられている。生命の急激な進化には、当時生命が存在していた海洋の組成の変化が密接に関連していた事が予測される。海洋の組成変動と生命の急激な進化の関連性と原因の解明は、科学において極めて重要なテーマであり、急務となっている。海洋の組成は河川水などによる大陸地殻物質の流入と、海嶺における熱水循環活動によるマントルからの流入のバランスによって支配されている。この2つのフラックスの流入比変動は、海洋で堆積した炭酸塩岩中の放射性起源ストロンチウム同位体比(Sr同位体比)を測定する事により定量的に推定する事が可能である。私は海洋の組成変動を炭酸塩岩のSr同位体比変動から読み取ろうと試みた。南中国の地層からはエディアカラ紀の化石が豊富に産出するため、この時代の研究に最適な地である。本研究では南中国三峡地域において掘削岩石試料を採取し、Sr同位体比を連続的に測定した。本研究により、エディアカラ紀～カンブリア紀について、先行研究よりも連続的かつ高時空分解能なSr同位体比変動を得る事ができた。その結果、原生代後期にはSr同位体比が2度急激に上昇し、さらにその中に2度の短期間の上昇がある事が初めて明らかになった。これらは氷河期、海退、大陸衝突などによって大陸削剥が増加した結果である重要な事は、これらの大陸地殻物質の流入増加(Sr同位体比の増加)が生命進化と同時に起こっている事を発見した点にある。化石の研究から、生命は従来考えられていたよりも時間をかけて段階的に進化してきた事が明らかになってきている。これらの段階的な進化に対応するように、海洋組成も段階的に進化してきた事が本研究の結果から初めて定量的に示された。リンやカルシウムといった生命にとっての栄養塩は大陸地殻が削剥される事により海洋にもたらされる。これが後期原生代の生命進化に重大な影響を与えた事が初めて定量的に示された。

原生代後期からカンブリア紀までにおける化石の研究から、生命は6億3千万年前から5億3千万年前(エディアカラ紀～カンブリア紀)に急激に進化・多様化した事が知られている。この生命の爆発的進化を起こした原因について同位体地球科学の立場から解明が試みられている。生命の急激な進化には、当時生命が存在していた海洋の組成の変化が密接に関連していた事が予測される。海洋の組成変動と生命の急激な進化の関連性と原因の解明は、科学において極めて重要なテーマであり、急務となっている。海洋の組成は河川水などによる大陸地殻物質の流入と、海嶺における熱水循環活動によるマントルからの流入のバランスによって支配されている。この2つのフラックスの流入比変動は、海洋で堆積した炭酸塩岩中の放射性起源ストロンチウム同位体比(Sr同位体比)を測定する事により定量的に推定する事が可能である。私は海洋の組成変動を炭酸塩岩のSr同位体比変動から読み取ろうと試みた。南中国の地層からはエディアカラ紀の化石が豊富に産出するため、この時代の研究に最適な地である。本研究では南中国三峡地域において掘削岩石試料を採取し、Sr同位体比を連続的に測定した。本研究により、エディアカラ紀～カンブリア紀について、先行研究よりも連続的かつ高時空分解能なSr同位体比変動を得る事ができた。その結果、原生代後期にはSr同位体比が2度急激に上昇し、さらにその中に2度の短期間の上昇がある事が初めて明らかになった。これらは氷河期、海退、大陸衝突などによって大陸削剥が増加した結果である重要な事は、これらの大陸地殻物質の流入増加(Sr同位体比の増加)が生命進化と同時に起こっている事を発見した点にある。化石の研究から、生命は従来考えられていたよりも時間をかけて段階的に進化してきた事が明らかになってきている。これらの段階的な進化に対応するように、海洋組成も段階的に進化してきた事が本研究の結果から初めて定量的に示された。リンやカルシウムといった生命にとっての栄養塩は大陸地殻が削剥される事により海洋にもたらされる。これが後期原生代の生命進化に重大な影響を与えた事が初めて定量的に示された。