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2014年3月10日 (月)

白亜紀末の生物大量絶滅は、巨大隕石の衝突後の酸性雨と海洋酸化が原因!

千葉工業大学は310日、約6550万年前の白亜紀末に発生した生物の大量絶命の原因として、隕石の衝突によって生じた酸性雨が地球全域に降り注ぎ、それに伴って海洋が酸性化(海洋酸性化)し、海洋酸性化に敏感な石灰質ナノプランクトンの死滅による食物連鎖を引き起こしたことを宇宙速度での衝突蒸発・ガス分析実験により示したと発表した。

 

白亜紀末の生物の大量絶滅の原因として、1980年に巨大隕石が衝突したことによるもの、という説が提唱されて以降、この説は広く支持されるようになっていますが、具体的に、天体衝突がどのような環境変動を引き起こし、それがいかにして大量絶滅をもたらしたのか、といった詳細なメカニズムについては、さまざまな仮説が立てられ議論が繰り広げられてきました。

 

こうした議論において、もっとも重要なカギとなるとされているのが、陸上だけでなく海洋でも大量絶滅が発生しているという点です。海洋は陸上と比較して温度変化が起こりにくく、これまでに提案されていた環境変動の仮説で海洋の絶滅を説明することは困難であったほか、絶滅率が海洋表層で高く底層では低いという特異なパターンを示すことが知られていることから、海洋の絶滅を解明することが白亜紀末の生物大量絶滅を理解する上での最重要課題となっていました。

 

特に、海洋プランクトンは広範囲に分布し食物連鎖の基底をなしているため、生物大量絶滅の指標として最も有効であり、その議論が繰り広げられてきたのですが、従来提案されてきた仮説では、地質記録に残る海洋生物の絶滅を説明することは困難で、最大の未解決問題とされていました。

 

そこで研究グループは今回、この謎の解明に向け、巨大隕石の衝突地点であるメキシコ・ユカタン半島の地質に注目したのです。同半島には、硫黄を含む岩石が大量に存在しており、爆発的が隕石衝突のエネルギーで蒸発し、酸性雨の原料となる硫黄酸化ガスが大気中に爆発的に放出されたと考えられています。

 

そこで、今回、大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの高出力レーザー激光XII号を用いて、隕石の地球落下速度に近い宇宙速度(秒速11.2km・試料サイズは0.1mm以上)での衝突蒸発・ガス分析実験を実施。高速衝突により生成した硫酸塩岩(衝突地点にある岩石)蒸気の化学組成を、四重極質量分析計を用いて分析した結果、先行研究で想定されていた二酸化硫黄(亜硫酸ガス)ではなく、硫酸になりやすい三酸化硫黄(発煙硫酸)が隕石衝突で放出されることが確認されたと言います。

 

その結果、数日間非常に強い酸性雨が降って深刻な海洋の酸性化をもたらし、多くのプランクトンが持つ炭酸塩の殻が溶ける状態が数年間続くことが判明したのです。さらに理論計算を行ったところ、衝突で放出された三酸化硫黄は数日以内に酸性雨となって全地球的に降ることと、その結果、深刻な海洋酸性化が生じることが示されたと言います。

 

研究をまとめた千葉工業大の大野宗祐上席研究員は「プランクトンの絶滅で食物連鎖の土台が崩れ、恐竜など多くの生物の絶滅につながったと考えられる。衝突地点が違う場所であれば起こらなかった可能性が高い」と話しています。

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