1_192 カーニアン多雨事象 4：海洋無酸素事変

　三畳紀の地球では、大きな大陸のパンゲアと大きな海洋のパンサラッサに分かれていました。そんな時期に、多雨事象が起こっていました。その多雨は海洋にも大きな影響を与えたようです。

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　今回話題にしている「カーニアン期」は、2億3700万年前から2億2700万年前の時代でした。この時期に、世界各地で、湿潤な（雨が多い）気候であったことは知られていました。イギリスの地質学者は、このうち200万年間で激しい雨が降った時期があり、それを「カーニアン多雨事象（CPE: Carnian Pluvial Episode）」と呼びました。カーニアン多雨事象は、初期カーニアン期（ジュリアンと呼ばれています）に起こっています。

　その時期には、海洋生物の絶滅とともに、石灰質の殻をもったプランクトンや現代型の造礁サンゴも誕生しています。陸上では、恐竜の多様化や哺乳類も誕生しています。カーニアン多雨事象の時期は、生物進化に重要だったようです。

　多雨事象の原因として、北アメリカの西部で「ランゲリア洪水玄武岩」の火山活動が考えられていました。ランゲリア洪水玄武岩は、アラスカ、ユーコン、ブリティッシュコロンビアの海岸沿いに、点々と分布する付加体中の玄武岩としてあります。全体として、巨大な玄武岩の火山地帯になっています。その影響は、世界的に広がったと考えられています。

　問題は、火山活動の時代と多雨事象とが、年代として一致していたかどうかが不明な点でした。

　今回の報告に用いられたのは、岐阜県坂祝（さかほぎ）、木曽川の河原に露出している層状チャートでした。層状チャートの年代は、カーニアン前期ものです。坂祝の層状チャートが堆積したのは、当時もっとも広い海洋（パンサラッサと呼ばれています）の赤道付近だったと考えられています。

　坂祝の層状チャートのオスミウム同位体組成は、低い値がでした。オスニウム同位体比が低いのは、マントル物質の特徴に一致します。そこから、いろいろ推測してされていきます。

　層状チャートでマントルの特徴を持つということは、マントル由来の物質が地球全体、もしくは坂祝の層状チャートが堆積したいパンサラッサに持ち込まれたことになります。当時の地球の陸と海の分布は、超大陸パンゲアと大きな海パンサラッサという状態でした。パンサラッサに火山物質が広がるには、大規模な火山活動が起こったいてことになります。

　活発な火山活動とともに、海洋では無酸素事変も起こっていることもわかっています。無酸素事変とは、海水中の酸素が極度に少なくなったり、なくなったりする異変です。無酸素事変という海洋環境の変化により、生態系に大きな変化（大絶滅）を起こしたと考えられています。

　層状チャートで、色が黒っぽくなったり、チャートの堆積がなくなり黒っぽい粘土層になったりしています。チャートの赤は酸化された鉄の色で、チャートの欠如はプランクトンの大絶滅を意味しています。これは、無酸素事変によるものだと考えられています。

　この時期の海洋無酸素事変は、パンサラッサだけでなく、別の内湾域であったテシス海でも見つかっています。テチス海では、黒色頁岩や有機物に富む堆積物が堆積しています。黒色頁岩や有機物が分解されずに地層に残ったということです。その原因は、海洋底で酸素の供給がなくなっていた可能性があります。

　全地球の広域で、無酸素事変が起こっていたと考えられます。このような海洋無酸素事変は、これまで何度か起こったことがわかっていますが、その原因については確定していません。

　カーニアン多雨事象の研究では、年代を正確に決定されていませんでした。年代決定を正確におこなうことが重要で、この報告ではコノドントと有機炭素同位体層序という方法を用いて、年代のチェックされています。その詳細は次回としましょう。

・桜の花・

今年は暖かくて、北海道でも1週ほど

桜の開花が早くなっています。

日本各地の感染拡大地域では、

花見の自粛も強いられています。

花を見るだけならいいのでしょうが、

花の下での密集や宴会が

感染拡大を起こすことになるのでしょう。

田舎では人出がないところもあり、

そこではひっそりの身内だけで

花を愛でることもできるでしょう。

私も、人気のないところで花見をしようと考えています。

・待避旅行・

ゴールデンウィークに入りました。

幸い私の街は、感染拡大地域ではないので外出も可能です。

田舎にしばらく待避しようと考えています。

1週間ほど家内も一緒に滞在します。

その時、少し調査もしようと考えています。

1年半ぶりの野外になります。

まあ、家族での待避旅行でもあるので、

のんびりしてこようと考えています。

1_191 カーニアン多雨事象 3：層状チャート

　カーニアン多雨事象の検証に用いられたのは、層状チャートと呼ばれる岩石でした。層状チャートは、どのようにできたのか。層状チャートのオスニウムの同位体組成を調べると、どんなことがわかるのでしょうか。

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　前回は、オスニウムがマントルに多く含まれており、大陸地殻にはほとんど含まれていないこと、オスニウム同位体組成を調べると量にかかわりなく由来をわかる、ということを紹介しました。

　報告には海洋の素材として、層状チャートが用いられていました。層状チャートとは、どのようなものかをみていきましょう。

　層状チャートは、淡い青色から灰色や、赤色がかっていることもあります。多くは10cmほどの層が繰り返されています。層は珪質の硬い部分（チャート）が厚くなっており、間に1cmに満たない薄い粘土の層が挟まれています。ときに層は、激しく曲がっていることがあります。

　日本列島では各地に見られますが、多くはブロック状になっています。ただし、そのサイズが地形図で示されるほど大きいときもあるので、一見通常の地層に見えることもあります。ただし、通常の土砂が固まった地層と比べると、かなり特異なものになっています。

　厚い珪質（チャート）の部分と薄い粘土（ほんとんど挟まなこともあります）の繰り返しという、特徴的な構成物からできています。珪質のチャートの部分で、再結晶をしていない場合には、小さい化石が見えることがあります。通常は、非常に小さい化石なのでなかなか見ることはできませんが、珪質部が化石の集まりになっていることが特徴です。

　チャートを化学的処理をする方法があり、多くの化石を取り出せます。化石は、海洋に住んでいるプランクトンで、珪質の殻をもった放散虫です。放散虫は動物性プランクトンなので、植物性プラントンを餌にしています。放散虫の殻の成分は、海水に溶けている成分や他の生物（植物性プランクトン）から取り込んだものです。放散虫もその殻も、海洋由来の成分からできていることになります。

　プランクトンが死ぬと、遺骸は沈んでいきます。遺骸の沈んでいく様子が、マリンスノーと呼ばれる現象です。沈みながらプランクトンの体の有機物は分解されていき、海洋底では時間が経てば、硬い殻の部分だけが残ります。珪質殻だけが溜まったものが珪質粘土と呼ばれています。赤道付近の海洋底で、広く、厚く堆積していることが、深海掘削調査でわかっています。

　この厚い珪質粘土が固まったものが、チャートとなります。放散虫は、カンブリア紀から現在まで生きている生物種なので、形態の変化を利用して、時代区分に利用されています。陸上の層状チャートは、放散虫化石から時代決定でき、古い時代ものであることがわかります。

　層状チャートは、形成された時代の海洋の化学成分の特徴を反映していることになります。また、前回紹介したように、オスニウムは、大陸には稀で、マントルに含まれている成分でした。マントルの成分が海に来ることはあるのでしょうか。それが、マントルに由来するマグマが形成され、それが火山噴火すれば、地表にもたらされます。また、オスニウムの同位体組成を調べれた由来も確認できます。

　海洋のプランクトンに取り込まれるような火山活動があれば、そればどんなものでしょうか。次回としましょう。

・春の嵐・

先週末の土曜の午後から月曜まで、

北海道は嵐になっていました。

週末の土曜の午後から日曜までどこにもいかず、

自宅でじっとしていました。

外が荒れていると思いましたが、

気になりませんでした。

ところが、月曜の早朝、歩いてくるときは、

風が強く、雨も時おり激しく降りました。

風がずっと強く、傘を横にむけて歩いてきました。

しかし、ずぼんがしっとりと濡れました。

久しぶりの雨による春の嵐でした。

・講義はじまりの時期は・

大学の講義がはじまって、2週目になります。

しかし、先週末が履修登録の締切だったので、

1回目の課題が締め切りが終わっているので、

それを再度、提出可能にして、

誰でもが課題が提出できるようにしました。

最初の頃は、いろいろトラブルがあります。

今週以降は、通常状態になるはずなのですが・・・

1_190 カーニアン多雨事象 2：オスニウム同位体

　後期三畳紀のカーニアン期に雨が多かったという報告がありました。海洋のオスニウム同位体を用いて調べているとのことでした。オスニウム同位体とは、どのようなものでしょうか。

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　「カーニアン多雨事象」では、オスニウム同位体がキーワードになっていることは、前回、紹介しました。今回は、そのオスニウム同位体についてみていきましょう。

　オスニウムは、Osという原子記号で、周期律表では6列目にある原子番号76です。オスニウムの左側（質量数の小さい側）にレニウム（Re）が、右側にイリジウム（Ir）があります。これらは、白金（プラチナ、Pt）の近くにあり、化学的挙動も似ているので、白金族（5列目にRe、Rh、Pdが、6列目がOs、Ir、Ptが属する）に区分されています。

　地球化学的に考えると、金属で「鉄（Fe）」と挙動を共にしやすい元素です。地球化学的に考えるとは、地球を構成している元素で、量の多いもので、重要な化学的指標になるものを中心に見ていくことになります。ですから、鉄が移動、濃集しているところに、オスニウムも移動、濃集することになります。

　オスニウムには質量数が、184、186、187、188、189、190、192の7つの同位体があります。同位体とは、原子番号は同じで、質量数が異なっているものです。オスニウム同位体の組成は、188Os/187Osの比のことを意味します。岩石中のオスニウム同位体組成を調べて、その由来を調べる方法です。ただし、含有量は、それを同位体組成で比べると、量に左右されることなく、由来の違いを検討できます。

　オスニウムは、地球化学的に鉄と挙動を共にしますので、地球中心部の核（コア）やマントルの多く含まれていますが、大陸地殻の岩石にはほとんど含まれていません。白亜紀と古第三紀の時代境界（K-Pg境界）で、恐竜の大絶滅を示す根拠となったイリジウム（Ir）と同じ白金属です。

　オスニウム同位体による研究方法は、共同研究者の佐藤さんたちが、すでに確立され、利用されているものです。以前「2_141　三畳紀の大絶滅 4：層状チャート」（2016.11.17）で紹介しました。時代境界で、隕石の証拠となる小さな金属粒（宇宙塵）を見つけています。その時、岩石のオスニウムの同位体組成を調べて、隕石の根拠としていました。

　今回は、隕石の証拠ではなく、海洋の特徴を調べようとするものです。そのため、海の素材を入手しなければなりません。過去の海水は、手に入らないので、それに変わるものを用意しなければなりません。その素材とはなんでしょうか。海洋と密接な関係をもった岩石を調べることで、海の特徴を調べることになります。それは、その時代にできた層状チャートでした。層状チャートは、深海底で堆積したものだとされています。

　層状チャートが、海の特徴をどう反映しているのでしょうか。次回としましょう。

・芽吹き・

先週は、北海道は寒波に襲われて雪が降りました。

週末には暖かくなったので、

今週には春の陽気が戻ってきました。

週末に我が家の車も、

冬タイヤから、夏タイヤに交換しました。

このまま暖かい日が続くと、

春の芽吹きが、一気にはじまりそうです。

森の中を散策したくなります。

・講義開始・

大学は新年度になり、各地で講義もはじまりました。

多くの大学でも同じだと思いますが、

対面授業と遠隔授業が混在していると思います。

ただし、対面授業もあるので、

キャンパスで学生たちが多数みられます。

生協の購買や食堂も賑わっています。

私も、半分は対面講義なので

学生の顔を見ながら講義ができるのはありがたいですね。

以前まで、それが当たり前だったのですが

それがなくなることで、

はじめて重要性、大切さを思い出せますね。

1_189 カーニアン多雨事象 1：時代区分

　今回から、新しいシリーズになります。「カーニアン多雨事象」という聞き慣れない言葉がテーマとなります。カーニアンとは、地質時代の区分名です。そこで起こった事件です。時代区分から紹介していきましょう。

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　今回のエッセイは、熊本大学の大学院生の冨松さんと九州大学、海洋研究開発機構（JAMSTEC）などの共同研究による報告をもとにしています。「全地球惑星変化」（Global and Planetary Change）の2020年11月に掲載されました。タイトルは、

Marine osmium isotope record during the Carnian “pluvial episode” (Late Triassic) in the pelagic Panthalassa Ocean

（パンサラッサ海のカーニアン「多雨事変」（後期三畳紀）における海洋のオスニウム同位体の記録）

というものでした。

　この報告で、キーワードとなるのは、「カーニアン多雨事象」と呼ばれる現象（事象）とオスニウム同位体です。

　「多雨事象」とは、雨の多い気象現象で、「カーニアン」という聞き慣れない固有名詞がついたものです。カーニアンというは、時代名称です。この時代名称を時代区分について概要を紹介しておきましょう。

　時代区分は、さまざまな階層でおこなわれています。例えば、中生代や白亜紀などは、有名なので聞いたことがあると思います。専門的には他にも、いろいろな時代区分が用いられています。もっとも大きな時代区分の階層としては、隠生代と顕生代があります。隠生代は生物が隠れている時代、顕生代は生物が顕（あらわ）れる時代という意味です。隠生代は、冥王代、太古代、原生代に、顕生代は古生代と中生代、新生代に区分されます。「代」というのをよく聞くのですが、これはかなり大きな時代区分となります。

　次に「代」より下位の区分を、中生代を取り上げて考えていきましょう。中生代は、三畳紀、ジュラ紀、白亜紀に分けられます。「代」と次は、「紀」という区分になっています。三畳紀は、さらに前期、中期、後期に分けられていますが、まだ正式名称は確定していませんが、正式に区分名がつけられたら、「世」が付きます。後期は、カーニアン期、ノーリアン期、レーティアン期に区分されます。「期」がこの階層には付きます。

　さらに細分は続きますが、今回のテーマに用いられている「カーニアン期」は、この階層にあります。年代では、2億3700万年前から2億2700万年前になります。

　この時代に雨の多い気象現象が起こっていたということです。多雨の現象がこの時期に起こっていたことは、以前から知られていました。しかし、その原因がよくわかっていませんでした。今回の論文は、カーニアン期の多雨事象の原因を、海洋のオスニウムの同位体の記録から検討したというものです。オスニウムの同位体については、次回にしましょう。

・新学期・

いよいよ学校では、新学期がはじります。

我が大学では、4月1日の入学式から6日まで、

短期間でガイダンスがおこなわれます。

そして、7日からは、授業がはじまります。

今年度も、遠隔授業が混在した状態でのスタートです。

在学生や教職員は馴れてきたのですが、

新入生は戸惑うはずです。

ガイダンスも、対面は最小限にされているので、

十分な準備ができないままではないでしょうか。

遠隔授業も充分理解できずに、

スタートする新入生もいると思います。

新生活の不安の上に、

遠隔授業の不安も重なのではないでしょうか。

案ずるより産むが易しであればいいのですが。

・野外調査の再開・

学内の競争的研究費が採択されました。

今年こそは、野外調査を再開したいと考えています。

ただし、今年度は、道内を中心にしています。

5月下旬から出かける予定をしています。

コロナ感染の第4波が起こりそうで、

少々心配ですが、行政の指示に従いながら

判断していこうと考えています。

5_179 周期的大量絶滅 4：ダークマター

　大絶滅には2750万年の周期性がありました。この周期性の原因は、謎のままです。地球外の隕石の衝突では説明できませんが、地球外に原因を求めています。その原因はどんなものでしょうか。

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　10回の陸上生物の大絶滅のうち3回では、巨大隕石の衝突の証拠がありました。しかし、すべての絶滅で衝突が起こっているわけではないので、衝突が周期性の原因ではないようです。また、10回のうち8回は、海洋生物の大絶滅を伴っており、大規模な火山活動LIPsも起こっていました。ここには、なにか必然性があるのでしょうか。

　大絶滅の周期性は2750万年でしたが、天文学にそれと似た周期がありました。太陽系の公転周期です。太陽系の公転とは、太陽系が銀河系の中心を回っていることです。多くの銀河は回転しており、回転で生じる構造ができています。

　銀河の構造は、約2000億 - 4000億個の星が織なしている模様となります。私たちの銀河は、平たいディスクと呼ばれる円盤状で、中心部が円柱状になっています。また、円盤状のところには、4本の太い腕状のものと、2本の小さい腕状のものがあり、それが巻き付いたような構造をもっています。その腕の巻き付きは、銀河の回転運動によってできたものです。太陽系は、小さいオリオン腕と呼ばれるところに含まれています。このような銀河の形は、「棒状渦巻銀河」に分類されています。

　銀河全体の回転運動と一緒に、太陽系も公転しています。その一周に要する期間は、2億5000万年となっています。ただし、太陽系の公転は、公転面に平行に巡っているわけではなく、ディスクに対して上下運動をしながら回っています。その上下の周期が、3000万年程度とされています。

　3000万年ごとに、銀河のディスクの面を横切ることになります。銀河のディスクは、星が多く、チリやガスなども多くなっています。ディスクを太陽系が、周期的に通り抜けていきます。ランピーノたちも、このような周期と大絶滅に関連したのではないかと考えました。

　以前にも大絶滅の周期性が見いだされ、太陽系の公転周期とが結び付けられていました。近年、ディスクには、ダークマターも多いことがわかってきました。ダークマターの実態は不明ですが、重力として周囲に影響を与えているため、間接的ですが、その存在や分布がわかってきました。

　見えている以上にディスクには、重力源が多いということになります。ランピーノたちは、太陽系がディスクを通過するとき、ダークマターの重力が太陽系の小天体の軌道を乱したり、地球の核へ影響を与えマントル全体に及ぶような巨大火山活動を起こしたのではなかいと考えています。

　巨大火山活動は、マントルプルームと呼ばれるマントルと核の境界にあるD"層から、物質が上昇してくることが原因だとされています。ダークマターの重力が、D"層の上昇のきっかけとなってのではないかと考えたわけです。

　大絶滅の周期性を解析して、それを太陽系の銀河のディスクを横切る周期と関係づける考えは、以前からありました。しかし、それをどう検証するのかが難しい問題でした。ダークマターは、傍証が多数あり、存在は明らかになっていますが、その実態は不明です。今回はダークマターが関与してD"層を上昇させ、LIPsの発生と結びつけた点が、新しいアイディアです。それを周期性の原因とするには、まだまだ研究が必要ですね。

・入学式・

4月になりました。

今日は大学の入学式の日です。

事前にこのメールマガジンは配信しているので、

その様子を紹介する書くことはできません。

しかし、札幌市内のイベントホールを借りて

大きいホールで全体の入学式典が開催されます。

その後、学科ごとのガイダンスを会議室でおこなれれます。

学科のガイダンスでは、教員の紹介をされるので、

全員参加となります。

・ワクチン接種・

北海道は日一日と暖かくなり、春めいてきました。

そろそろ春の芽生えも、はじまりそうです。

季節のめぐりは進んでいますが、

コロナ禍は一進一退ですね。

ワクチン接種が進んでいくことが、一番の対策でしょう。

ただし、ワクチンを海外に依存しているため

なかなか進まないのが、まどろっこしいですね。