顕生代初めの爆発的動物多様化の研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26257212
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 磯崎 行雄 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90144914)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河合 研志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20432007) ; 石川 晃 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20524507)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 顕生代 / カンブリア紀 / オルドビス紀 / 動物多様化 / 表層環境 / 進化 / 絶滅 / エストニア

Outline of Annual Research Achievements

本年度には、エストニア国および中国南部雲南省において下部古生界の野外地質調査を行った。また採集した大量の岩石地層試料について、主に東京大学において様々な分析を行った。また瀬尾の成果報告のために複数回国際学術会議において口頭発表を行い、また複数の論文を国際学術誌に投稿した。
2015年８月後半にエストニア国を訪ずれ、主に北海岸沿いのSaka, Kunda, Bao, およびPakriセクションにおいて、連続試料の採取を行った。調査には研究代表者と同研究室の複数の大学院生（島塚、中畑、飛田）の他に、海外の連携研究者であるタリン工科大学のH. Bauert博士、カリフォルニア工科大学のJ.L. Kirschvink教授が参加した。採取した大量の岩石試料は速やかに日本に船便で輸送した。
南中国における調査ならびに試料採取については、同国内の事情で平成２７年度に予定していた計画が実施できず、平成２８年度に延期し繰越申請をした。しかし、同年も現地における水不足のため掘削が困難となったため、急遽計画を変更し、同じ目的で別地域における地表試料採取に切り替えた。同年８月に雲南省において野外地質調査と試料採取を行った。調査には研究代表者と同研究室の複数の大学院生（河野、長谷川）の他に、海外の連携研究者である中国西北大学大学博物館研究員の劉　偉博士が参加した。採取した大量の岩石試料は速やかに日本に船便で輸送した。
日本に送られた岩石地層試料について、速やかに微量元素組成や炭素同位体比の分析を開始し、また一部試料は連携研究者がいるカリフォルニア工科大学へ移され、特に古地磁気測定を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

エストニアで採取した岩石試料について、微量化学分析および炭素同位体比の測定を行った結果、オルドビス紀中部層の対比において極めて重要なマーカーとなるM-DICEと呼ばれうる正異常帯を識別することができた。またこれらの地層は、化石を多産する石灰岩を主体とするが、その中に砕屑粒子が多く含まれる層準があることが微量元素の濃集から明らかになった。この時期に海棲動物の多様化が急速に進み始めたこと、また隕石衝突による津波堆積物が他地域から報告されており、それらの因果関係を探る際の手がかりを得た。
またこれらの石灰岩については従来測定不能とされていたレベルの微弱な地磁気シグナルについて、新しい手法によって解読可能であることがカリフォルニア工科大学での予察的測定で確認された。これで地球磁場と表層環境変動の因果関係の有無について具体的検証が可能となった。またオルドビス紀における動物多様化の反面、同末期に起きた顕生代最初の大量絶滅事件について、古生代末の大量絶滅事件との比較が可能であることが判明し、連携研究者らと新しい段階の議論を始めることが可能となった。
一方、カンブリア系下部についてもSSFと呼ばれるカンブリア紀最初期の動物化石の分析を進め、従来想定されていたよりもさらに早い時期に動物の急速な多様化が起きたらしいことが判明しつつある。
これらの多様な成果について、国内外の学会において口頭発表を行い、さらにいくつかの成果について複数論文化し、すでに国際学術誌に投稿した。

Strategy for Future Research Activity

野外地質調査、表層露頭岩石および掘削岩石試料の確保はほぼ完了し、また室内分析も順調に進んでいるので、最終年度においては残る試料の分析の完了と、データの整理および総合的な考察を進める予定である。そのために、国内の分担者および海外の連携研究者たちと頻繁に議論を行い、さらに論文執筆や学会発表などの成果公表を進める予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Technical Univ. Tallinn/Geological survey of Estonia(エストニア)
  • Country Name: ESTONIA
  • Counterpart Institution: Technical Univ. Tallinn/Geological survey of Estonia
• [Int'l Joint Research] 西北大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 西北大学
• [Int'l Joint Research] California Inst. Technology(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: California Inst. Technology
• [Int'l Joint Research] Univ. Lille(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: Univ. Lille
• [Int'l Joint Research] Univ. Leicester(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: Univ. Leicester
• [Int'l Joint Research]
  • # of Other Countries: 2
• [Journal Article] Quadruple sulfur isotope records at the end-Guadalupian (Permian) at Chaotian, Sichuan, China: Implications for a role of bioturbation in the sedimentary sulfur cycle in the past. (2017)
  • Author(s): Saitoh, M., Ueno, Y., Kawamura, T., Isozaki, Y., Yao, J.X., Ji, Z.S., Yoshida, N.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 135 Pages: 70-79
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2016.12.009
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Isozaki, The Hirnantian (LateOrdovician) and end-Guadalupian (Middle Permian) mass extinction events compared (2017)
  • Author(s): Isozaki, Y., Servais, T.
  • Journal Title: Lethaia Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Challenging the sensitivity limits of paleomagnetism: Magnetostratigraphy of weakly-magnetized Guadalupian-Lopingian (Permian) limestone from Kyushu, Japan (2015)
  • Author(s): Kirschvink, J.L., Isozaki, Y., Raub, T., Kasuya, T., Yokoyama, M., Otofuji, Y., Shibuya, H.
  • Journal Title: Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology Volume: 418 Pages: 75-89
  • DOI: 10.1016/j.palaeo.2014.10.037
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Isozaki, Y., Ehiro, M., Nakahata, H., Aoki, K., Sakata, S., Hirata, T., 2015. Cambrian plutonism in Northeast Japan and its significance for the earliest arc-trench system of proto-Japan: new U-Pb zircon ages of the oldest granitoids in the Kitakami and Ou Mountains (2015)
  • Author(s): Isozaki, Y., Ehiro, M., Nakahata, H., Aoki, K., Sakata, S., Hirata, T.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 108 Pages: 136-149
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2014.04.024
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Authigenic carbonate precipitation at the end-Guadalupian (Middle Permian) in South China: a n implication for the carbon cycle in the past anoxic oceans. (2015)
  • Author(s): Saitoh, M., Ueno, Y., Isozaki, Y., Shibuya, T., Yao, J.X., Ji, Z.S., Shozugawa, K., Matsuo, M., Yoshida, N.
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Sciences Volume: 2 Pages: -
  • DOI: 10.1186/s40645-015-0073-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Redox condition of the late Neoproterozoic pelagic deep ocean: 57Fe Moessbauer analyses of pelagic mudstones in the Ediacaran accretionary complex, Wales, UK. (2015)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Asanuma, H., Fujisaki, W., Okada, Y., Maruyama, S., Isozaki, Y., Shozugawa, K., Matsuo, M., Windley, B.F.
  • Journal Title: Tectonophysics Volume: 662 Pages: 472-480
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2015.08.002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] The Ordovician biodiversification and the circum-solar environments (2016)
  • Author(s): Isozaki, Y.
  • Organizer: IGCP-653 Opening Meet.
  • Place of Presentation: Univ. Durham, UK
  • Year and Date: 2016-09-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 中国雲南省における下部カンブリア系の高分解能年代学： SSF多様化のタイミング (2016)
  • Author(s): 河野聖那・磯崎行雄・日達宇彦・佐藤友彦・張 興亮
  • Organizer: 日本地質学会
  • Place of Presentation: 日本大学（東京都世田谷区）
  • Year and Date: 2016-09-10
• [Presentation] Cooling, damping organics, and ventilation during the Middle Ordovician in central Baltica: the litho- and chemostratigraphy of the Velise-F97 core from central Estonia (2016)
  • Author(s): Isozaki, Y., Shimatsuka, M., Ishikawa, A., Bauert, H., Poldvere, A., Suzuki, A., Ishimura, T.
  • Organizer: IGCP-591 Closing meeting
  • Place of Presentation: Univ. Ghent, Belgium
  • Year and Date: 2016-07-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エストニアの中部オルドビス系：Velise-F97コアの岩相および化学層序 (2016)
  • Author(s): 島塚桃子, 磯崎 行雄, 石川 晃, Bauert, H, Poldvere, Anne, 鈴木 淳, 石村 豊穂
  • Organizer: 日本惑星地球科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-25
• [Presentation] 中部ペルム系岩井崎石灰岩上部の炭素同位体層序 (2016)
  • Author(s): 飛田知世・磯崎行雄・田畑美幸・吉田直弘
  • Organizer: 日本古生物学会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-01-30
• [Presentation] 北欧エストニアにおけるオルドビス紀中期の動物多様化と環境変動 (2015)
  • Author(s): 島塚桃子・磯崎行雄・可児智美・石川 晃・A. Poldvere・H. Bauert
  • Organizer: 日本地質学会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県長野市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] 南部北上帯岩井崎石灰岩に記録されたペルム紀中期末の生相・環境変化：グローバル寒冷化に対する中緯度での応答 (2015)
  • Author(s): 飛田知世・磯崎行雄・可児智美・林 隆太郎
  • Organizer: 日本地質学会
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県長野市）
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] Paleozoic Japan and Greater South China (2015)
  • Author(s): Isozaki, Y.
  • Organizer: Geological Society of Japan, Ann. Meet.
  • Place of Presentation: 信州大学（長野県長野市）
  • Year and Date: 2015-09-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 海部宣男・星 元紀・丸山茂徳（編）宇宙生命論 (2015)
  • Author(s): 丸山茂徳・磯崎行雄・大森聡一
  • Total Pages: 188
  • Publisher: 東大出版会