Linkage of the Earth's tipping points and the subseafloor biosphere

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本研究課題は，古環境学と微生物学を融合させる新たな学術体系の開拓を通して，過去の地球環境の転換点（ティッピングポイント）が現在の海底下生命圏を規定しているという仮説の検証に挑む．海底下深部に広がる地球最大の微生物生命圏は，生命生存の極限的に低いエネルギー条件であるにもかかわらず，1億年前に堆積した地層においても生きた生命を宿す環境として知られている．泥質堆積物中で棲息する微生物は孔隙サイズが小さいため，海底堆積物を移動できない．この海底堆積物の岩相，つまり現在の海底下生命の生息環境としての特性は，過去の気候や海洋環境変化に応答して変動する．過去の環境変動が現在の海底下微生物の群集構造・分布を少なくとも部分的に規定していることは，いくつかの浅部海底下研究から示唆されてきた．そこで本研究では，過去の地球環境の大きな転換点で形成された地質学的境界1)ハイエイタス，2)火山灰層，3)明暗色互層，4)生痕化石に注目し，その地質学的境界に伴う「生の」微生物の群集構造の変化と分布を調査する．1)ハイエイタスは，長期的間隙が作る境界である．ハイエイタスの上下での現生微生物の群集構造や微生物細胞数の変化を追う．2)火山灰層は高間隙率で透水性が高いため，上下位の泥質堆積物と強い物性のコントラストを生む．火山灰層とその上下位の堆積物を分析し，噴火前・中・後の堆積物の微生物群集構造を解析する．3)日本海の明暗色互層は，酸化還元条件のコントラストを持つ地質学的境界である．これは氷期-間氷期の海水準変動に呼応している．日本海の明暗色互層を回収し，酸化還元変動に応じた微生物群集組成を解析する．4)生痕化石は堆積後に底生動物が作る複雑な形態の地質境界である．生痕化石の中と外，そして海底下浅部から深部にかけて微生物群集構造や分布がどう変化するのかを詳らかにする．