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2018 年度 実績報告書

重元素同位体比を組み込んだ後期ペルム紀から中期トリアス紀における古海洋環境の復元

研究課題

研究課題/領域番号 17J04985
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

藤崎 渉  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワードペルム紀 / トリアス紀 / 遠洋深海層状チャート / 窒素同位体比 / モリブデン同位体比 / 日本
研究実績の概要

約2.5億年前に生じた古生代末の絶滅事件は、伝統的にペルム紀-トリアス紀境界(PTB)で起きた単一の事件だと考えられてきた。しかし、ペルム紀初期から続いた高い生物多様性の減少は、PTBより約1000万年前の中期ペルム紀ガダルーピアン世-後期ペルム紀ローピンジアン世境界(GLB)から始まっている。そのため、顕生代最大規模の古生代末の絶滅事件は、2つの独立した絶滅事件の複合であったと指摘されているのが現状である。本研究では、全球的な情報を保持していると考えられる遠洋深海域にて堆積した、現在では日本列島の付加体中に産する層状チャートを用い、様々な元素の濃度及び同位体比を測定することで、これら2つの大量絶滅事件時の古海洋環境を復元することを目的としている。
本年度は、GLB前後における古海洋復元に着手した。特に、日本で唯一微化石記録によりGLBが定められている、岐阜県郡上八幡地域に産する層状チャートを用い、酸化還元鋭敏元素濃度及び窒素同位体比測定を行った。その結果、無酸素化が発達していた浅海域とは異なり、遠洋深海域はGLB前後で酸化的であり、かつ比較的硝酸に富んだ環境下であったという、従来の考えとは異なる非常に興味深い結果が得られた。
さらに本年度は、PTB絶滅事件時の古海洋環境にも焦点をあて、岐阜県郡上八幡地域、和井谷地域に産する層状チャート及び黒色泥岩を用い、酸化還元鋭敏元素濃度及び窒素同位体比測定に取り組んだ。その結果、窒素同位体比はPTB前では正の値(0-3‰)を示すのに対し、絶滅層準にて負の値(-2‰)を示し、PTB後もその値を継続して示した。酸化還元鋭敏元素の結果と併せると、PTB絶滅時は浅海域だけではなく、遠洋深海域においても無酸素領域が発達しており、かつ生物活動に必要な硝酸が枯渇しているということが、本研究から示唆された。

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

GLB及びPTB両方の絶滅事件において、従来の定説を覆すような新知見が得られ、その一部を国際雑誌にて発表した。一方、モリブデン同位体比分析に関しては、現在予備実験を行っている段階であり、まだ天然の岩石試料に適応できていない。このように一部の実験は遅れているが、着実に研究成果を国際雑誌に発表することまで完遂させた点を加味し、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

本年度の地球化学的分析の結果から、GLBとPTBにおける遠洋深海域での酸化還元状態及び窒素循環が明確に異なることが明らかになった。最終年度は、この海洋環境の差異を引き起こしたメカニズムについて考察を行い、その成果を国内、海外学会及び査読付き国際誌に発表する予定である。また、モリブデン同位体比分析に関する予備実験を進め、GLB及びPTB前後の岩石試料に適応できるよう対応する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Redox condition and nitrogen cycle in the Permian deep mid-ocean: A possible contrast between Panthalassa and Tethys2019

    • 著者名/発表者名
      Fujisaki Wataru、Sawaki Yusuke、Matsui Yohei、Yamamoto Shinji、Isozaki Yukio、Maruyama Shigenori
    • 雑誌名

      Global and Planetary Change

      巻: 172 ページ: 179~199

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2018.09.015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global perturbations of carbon cycle during the Triassic?Jurassic transition recorded in the mid-Panthalassa2018

    • 著者名/発表者名
      Fujisaki Wataru、Matsui Yohei、Asanuma Hisashi、Sawaki Yusuke、Suzuki Katsuhiko、Maruyama Shigenori
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 500 ページ: 105~116

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.07.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 天然原子炉周囲の地質と真核生物誕生場2018

    • 著者名/発表者名
      澤木佑介、佐藤友彦、藤崎渉、上田修裕、浅沼尚、丸山茂徳
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] Global perturbations of carbon cycle in the mid-Panthalassa during the Triassic-Jurassic transition2018

    • 著者名/発表者名
      藤崎渉、澤木佑介、松井洋平、丸山茂徳
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会2018年大会
  • [学会発表] Carbon-cycle perturbations in the deep Iapetus during the Great Ordovician Biodiversification Event2018

    • 著者名/発表者名
      藤崎渉、松井洋平
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会2018年大会
  • [学会発表] G-LB絶滅境界前後におけるパンサラッサ海深海域の酸化還元状態及び窒素循環の制約2018

    • 著者名/発表者名
      藤崎渉、澤木佑介、松井洋平、山本伸次、磯崎行雄、丸山茂徳
    • 学会等名
      日本地質学会第125年学術大会
  • [学会発表] Global perturbations of carbon cycle during the Triassic-Jurassic transition recorded in the mid-Panthalassa2018

    • 著者名/発表者名
      Fujisaki Wataru、Matsui Yohei、Asanuma Hisashi、Sawaki Yusuke、Suzuki Katsuhiko、Maruyama Shigenori
    • 学会等名
      The Geological Society of America 130th Annual Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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