7億年前に地球は全球凍結したか?ナミビアの縞状炭酸塩岩による検証

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640414
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 川上 紳一 岐阜大学, 教育学部, 助教授 (80183036)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 英男 富山大学, 理学部, 助教授 (30134993) ; 大野 照文 京都大学, 総合博物館, 教授 (40194245) ; 高野 雅夫 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90262849) ; 石渡 良志 東京都立大学, 理学部, 教授 (90087106)
• Keywords: 地球史 / 氷河期 / 同位対比地球化学 / Snowball Earth仮説 / 炭酸塩岩 / 縞々学 / ナミビア / 原生代

Research Abstract

今、原生代後期に地球全体が凍結したとする全球凍結仮説(Snowball Earth hypothesis)が注目を集めている。申請者は、この仮説の提唱者であるP.F.Hoffman教授らとナミビアで調査を行い、全球凍結状態から急激に温暖化したときに堆積したとされる縞状炭酸塩岩(Rasthof cap carbonate)を連続的に採集してきた。試料の全長は15mに達する。この試料をプレート状に加工し、走査型蛍光X線顕微鏡で元素マッピングを行った。また、酸素、炭素同位対比の測定を行った。炭素、酸素同位対比は、層序に対応して系統的に変化しており、下位から順にステージ1、ステージ2、ステージ3に区分された。ステージ1では、全球凍結から温暖化を経て通常の状態に回復するまでの出来事を記録していることが読みとれた。ステージ2には、カルサイト/ドロマイトの存在度、Mn存在度に明瞭なサイクルが認められた。全球凍結仮説を支持するデータを提示したことは本研究の大きな成果である。Rasthof cap carboneteの縞が年縞であるとすると、炭素、酸素同位対比の変動の時間スケールは数1000年である。Maieberg cap carbonateの堆積リズムにはセンチメートルスケールとミリメートルスケールの縞が刻まれており、それらが潮汐リズムを反映しているとすると、堆積速度は25cm/yearとなり、Maieberg cap carbonateに記録された炭素、酸素同位対比の変動の時間スケールも1000年オーダーであると見積もられた。

Research Products

• [Publications] 川上紳一: "ゲノム生物学と地球史"科学. 70・4. (2000)
• [Publications] 川上紳一: "全球凍結仮説-新しい地球史への胎動"科学. 70・5. (2000)
• [Publications] 東條文治: "7億年前のナミビア縞状炭酸塩岩の縞をよむ"科学. 70・5. (2000)
• [Publications] 吉岡秀佳: "炭酸・酸素同位対比に刻まれた全球凍結事件"科学. 70・5. (2000)
• [Publications] 「大学と科学」公開シンポジウム組織発表会編: "生きている地球の新しい見方-地球・生命・環境の共進化"クバプロ. 202 (1999)
• [Publications] 川上紳一: "地球と共進化する生命"日本放送協会出版会(近刊). (2000)