| 研究課題/領域番号 |
16J04796
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
武藤 俊 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| キーワード | 前期三畳紀 / 深海堆積岩 / 層序復元 / コノドント化石 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、古生代末の絶滅事変からの回復期に相当する中生代初期（前期三畳紀; 約2.52～2.47億年前）の遠洋域深海堆積物が保持する陸域気候記録と海水の溶存酸素環境の記録を用いて、陸域気候変動に連動した海洋無酸素事変が生態系の確立を阻害したとする仮説を検証し、極端温暖化の解消に伴う海洋溶存酸素環境の改善と生態系回復の関連を考察することを目的としている。日本には前期三畳紀に堆積した遠洋域深海堆積岩が存在しているが、前期三畳紀を網羅する層序記録は得られていない。そこで、初年度は前期三畳紀に堆積した深海堆積物を対象とした地質調査を主に行った。
前期三畳紀に堆積した遠洋域深海堆積物の存在が報告、あるいは示唆されていた岩手県安家地域、栃木県葛生地域、埼玉県秩父地域、愛知県犬山地域、岐阜県金華山地域、京都府京北地域、京都府美山地域、大分県津久見地域で深海堆積物層の地質構造と岩相の観察、記載を行って堆積物の岩相層序を復元した。また、示準化石であるコノドント化石の産出により、深海堆積岩の年代は、葛生地域が約2.47～2.45億年前、津久見地域が約2.51～2.42億年前、犬山地域が約2.50億年前および約2.47～2.46億年前、京北地域と美山地域が約2.51～2.46億年前であることを明らかにし、学会にて発表した。
上記の結果と先行研究による約2.52～2.50億年前の深海堆積物層序に関する情報をあわせて、おおよそ前期三畳紀全体を網羅する遠洋域深海堆積物の層序記録を復元できた。その結果、以下の３点の新知見が得られた：1.前期三畳紀の深海堆積物はその前後の時代のものに比べて堆積速度が4倍以上速い。2.約2.51億年前と約2.47億年前に遠洋域の深海で有機物に富む黒色粘土岩が堆積した。3.前期三畳紀の遠洋域深海堆積物には地域間で黒色粘土岩の存在量など岩相の差異が見られる場合がある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、前期三畳紀の遠洋域深海堆積物の地質記録を得るための地質調査を主に行っていた。前期三畳紀の遠洋域深海堆積物からなる堆積岩層は日本各地に散点的に見られるが、それぞれが著しく破断、変形しており、これまで連続層序は復元されていない。そこで、連続的な層序記録復元のため、岩手、栃木、埼玉、愛知、岐阜、京都、大分の1府６県でのべ50日以上の地質調査を行い、それぞれの地点で地質構造と岩相の観察、記載を行った。さらに、採取した堆積岩試料から示準化石として有用なコノドントを見出し、層序記録を年代軸に沿って編集し、連続記録とする作業を行った。その結果、従来断片的にしか分かっていなかった約500万年におよぶ前期三畳紀の遠洋域深海堆積物層序がほぼ連続的に復元でき、初年度に予定していた目標をほぼ達成したと言える。さらに、同時代により高緯度域で堆積した遠洋域深海堆積物が見られるニュージーランド北島でも予察的な調査を行った。ニュージーランドでは前期三畳紀の深海堆積物層序は先行研究により大部分が明らかにされているため、本研究では、日本の同時代の深海堆積物と比較するための堆積岩の記載と化学・鉱物組成分析用の堆積岩試料の採取を行った。
本年度の研究目標は、前期三畳紀の深海堆積物層序を完全に連続的に復元することであり、その観点から言えばわずかながら層序記録に不連続を残してしまう結果となったため、目標を完全に達成したとは言えない。一方で、本来２年度目に予定していたニュージーランド調査を調査先の都合のため本年度に行っており、この点においては当初の予定より進んでいる。以上を鑑みて、研究はおおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の計画としては、大きく分けて前期三畳紀に堆積した深海堆積岩の層序記録の補完と、堆積岩試料の化学組成および含有鉱物の分析の２つがある。
層序記録の補完は、基本的には2016年度の調査地域での調査の継続と、示準化石抽出作業の継続によって行う。特に安家地域に関しては、2016年8月に発生した台風10号による水害のため、予定した調査の一部しか行うことができなかったため、追加で調査を行う予定である。また、安家地域、秩父地域、金華山地域の試料からは、目下のところ有効な示準化石が得られていないため、既に採取した試料で示準化石の抽出作業を継続し、必要に応じて追加の試料採取を行う。また、当初は予定していなかった徳島県天神丸地域に前期三畳紀の層序記録を完全連続にできる可能性がある地層が存在するため、同地域で調査を行う予定である。ニュージーランドでも先行研究では不連続となっている部分の層序記録を得るために予察的に調査をしたが、悪天候のため予定した作業を完了しておらず、2017年度にも再調査を行う予定である。層序記録の補完は2017年度内に達成することを目標とする。
堆積岩試料の分析は、深海堆積岩中に含まれる陸域由来の粘土鉱物をもとに前期三畳紀の陸域気候を復元するためと、深海堆積岩中の微量元素濃度、黄鉄鉱の産状、堆積構造をもとに前期三畳紀の遠洋域の海水中の溶存酸素量を復元するために行う。前者は2017年度に、後者は2018年度に行うことを当初の計画としており、これに変更は無い。2017年度には深海堆積岩の主要元素組成、および粘土鉱物の鉱物・化学組成の分析を行う。2018年度には、堆積時の海水中の溶存酸素量に応答して堆積岩中における濃度が変化する微量元素の濃度測定を行うとともに、岩石の研磨試料を作成して黄鉄鉱の産状と海底の溶存酸素量を反映する底生動物活動の痕跡を評価する。
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