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カテゴリ:論文紹介( 35 )

三畳紀系の論文8-9月

Koike, T. (2016). Multielement conodont apparatuses of the Ellisonidae from, 20(3), 161–175. http://doi.org/10.2517/2016PR007

Grasby, S. E., Beauchamp, B., & Knies, J. (2016). Early Triassic productivity crises delayed recovery from world ’ s worst mass extinction. Geology, 44(9), 779–782.
 カナダのSversrup Basinのペルム紀から前期三畳紀全体の層序から元素組成と窒素同位体比のデータを報告した論文。データを小出しにしている感はあります(人のこと言えないか)。 CuやNi等の元素が前期三畳紀の還元的堆積物中で濃度が低いまま推移するため、この当時の海水からこれらの必須元素が少なくなり窒素等一次生産の活動に影響を与えていたのではないかと主張している。

Clarkson, M. O., Wood, R. A., Poulton, S. W., Richoz, S., Newton, R., & Kasemann, S. A. (2016). Dynamic anoxic-ferruginous conditions during the end-Permian mass extinction and recovery. Nature Communications, 7, 1–9. http://doi.org/10.1038/ncomms12236

 アラビアのペルム紀から前期三畳紀全体を含む層序を堆積深度の異なるセクションを並べて、酸化還元環境変動の広がりを深度横断で明らかにした論文。硫黄と鉄の組成に着目し、前期三畳紀の海域では、溶存鉄イオンが海水中に多くなる”Ferrugenous環境”も発達していた可能性があるとしている。


Jonathan L. Payne, Andrew M. Bush, Noel A. Heim, Matthew L. Knope, Douglas J. McCauley, Ecological selectivity of the emerging mass extinction in the oceans , Science 16 Sep 2016: Vol. 353, Issue 6305, pp. 1284-1286
DOI: 10.1126/science.aaf2416
およそ2500の属の海洋生脊椎動物と軟体動物のデータベスースを使って、過去の絶滅イベントと現代の海生の動物の 絶滅の危険性と生態系の特徴を比較した。その結果、現代の海洋では大きな体サイズの動物が絶滅の危険性が高く、一方で過去の絶滅ではむしろ体サイズが小さい生物が絶滅している。過去の絶滅イベントにおいて、遠洋域の動物は、底生生物よりも絶滅の影響が大きいが、現代の海洋ではそのような違いはみられない。 体サイズの大きい動物の生態系への影響は、これからの将来に起こりえる大量絶滅イベントを予想する情報となり得る。

現代地球環境の絶滅は、体サイズの大きいものが減り、地球史の大量絶滅イベントとは絶滅の選択性が異なるように見える。この先、どちらの方向に進むのか・・・。
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by stakahashi17 | 2016-09-18 19:29 | 論文紹介

論文リスト_2016年_3月

Google Reader→Pulse→Feedlyに論文探し法を移行しています。


Arbour, V.M., Zanno, L.E., Gates, T., 2016. Ankylosaurian dinosaur palaeoenvironmental associations were influenced by extirpation, sea-level fluctuation, and geodispersal. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 449, 289–299.

アンキロサウルスとノドサウルスの産状をまとめて古環境に関連づけた論文.


Bostick, B.C., Fendorf, S., Helz, G.R., 2003. Differential adsorption of molybdate and tetrathiomolybdate on pyrite (FeS2). Environ. Sci. Technol. 37, 285–291.

Moの堆積には硫化水素よりもエレメントSが作用するらしい.

Brenner, L.D., Linsley, B.K., Dunbar, R.B., Wellington, G., 2016. Coral δ18O evidence for Pacific Ocean mediated decadal variability in Panamanian ITCZ rainfall back to the early 1700s. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 449, 385–396.

Chen, D., Guo, Z., Jiang, M., Guo, C., Ding, Y., 2015a. Dynamics of cyclic carbonate deposition and biotic recovery on platforms during the Famennian of Late Devonian in Guangxi, South China: Constraints from high-resolution cycle and sequence stratigraphy. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 245–265.

Chen, J., Shen, S. zhong, Li, X. hua, Xu, Y. gang, Joachimski, M.M., Bowring, S.A., Erwin, D.H., Yuan, D. xun, Chen, B., Zhang, H., Wang, Y., Cao, C. qun, Zheng, Q. feng, Mu, L., 2015b. High-resolution SIMS oxygen isotope analysis on conodont apatite from South China and implications for the end-Permian mass extinction. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 26–38.

Dickson, A.J., Jenkyns, H.C., Porcelli, D., van den Boorn, S., Idiz, E., 2016. Basin-scale controls on the molybdenum-isotope composition of seawater during Oceanic Anoxic Event 2 (Late Cretaceous). Geochim. Cosmochim. Acta 178, 291–306.

 白亜紀C-T境界のMo同位体比を2つのセクションで比較、大西洋でローカルにMoの海水濃度が減少したと解釈している。要精読。


Fan, R., Gong, Y., 2015. Ichnological and sedimentological features of the Hongguleleng Formation (Devonian–Carboniferous transition) from the western Junggar, NW China. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 207–223.

Fujisaki, W., Sawaki, Y., Yamamoto, S., Sato, T., Nishizawa, M., Windley, B.F., Maruyama, S., 2016. Tracking the redox history and nitrogen cycle in the pelagic Panthalassic deep ocean in the Middle Triassic to Early Jurassic: Insights from redox-sensitive elements and nitrogen isotopes. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 449, 397–420.

 犬山に露出する三畳紀の深海層を網羅的に分析した論文。AnisianのBlack claystoneに含まれるMoの濃度がかなり高め.


He, W., Shi, G.R., Yang, T., Zhang, K., Yue, M., Xiao, Y., Wu, H., Chen, B., Wu, S., 2015. Patterns of brachiopod faunal and body-size changes across the Permian-Triassic boundary: Evidence from the Daoduishan section in Meishan area, South China. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 72–84.

Ivanov, K.S., Puchkov, V.N., Fyodorov, Y.N., Erokhin, Y. V., Pogromskaya, O.E., 2013. Tectonics of the Urals and adjacent part of the West-Siberian platform basement: Main features of geology and development. J. Air Transp. Manag. 31, 12–24.


 ウラル山脈周辺のテクトニクスをレビュー・図解した論文.石膏の堆積が促進したらしい.

Jin, C., Li, C., Algeo, T.J., Planavsky, N.J., Cui, H., Yang, X., Zhao, Y., Zhang, X., Xie, S., 2016. A highly redox-heterogeneous ocean in South China during the early Cambrian (∼529–514 Ma): Implications for biota-environment co-evolution. Earth Planet. Sci. Lett. 441, 38–51.

Kashiwabara, T., Takahashi, Y., Tanimizu, M., Usui, A., 2011. Molecular-scale mechanisms of distribution and isotopic fractionation of molybdenum between seawater and ferromanganese oxides. Geochim. Cosmochim. Acta 75, 5762–5784.

Ke, Y., Shen, S., Shi, G.R., Fan, J., Zhang, H., Qiao, L., Zeng, Y., 2016. Global brachiopod palaeobiogeographical evolution from Changhsingian (Late Permian) to Rhaetian (Late Triassic). Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 4–25.

Li, M., Ogg, J., Zhang, Y., Huang, C., Hinnov, L., Zou, Z., Sciences, P., Sciences, P., Drive, M., Lafayette, W., Sciences, E., 2016. Astronomical tuning of the end-Permian extinction and the Early Triassic Epoch of South China and Germany. Earth Planet. Sci. Lett. 2016, 1–65.

Ma, X., Gong, Y., Chen, D., Racki, G., Chen, X., Liao, W., 2015. The Late Devonian Frasnian-Famennian Event in South China - Patterns and causes of extinctions, sea level changes, and isotope variations. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 224–244.

Ozawa, K., Maekawa, H., Shibata, K., Asahara, Y., Yoshikawa, M., 2015. Evolution processes of Ordovician-Devonian arc system in the South-Kitakami Massif and its relevance to the Ordovician ophiolite pulse. Isl. Arc 24, 73–118.

Shen, S., Jin, J., Shi, G.R., 2016. Ecosystem evolution in deep time: Evidence from the rich Paleozoic fossil records of China. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 448, 1–3.

Guex, J., Pilet, S., Müntener, O., Bartolini, A., Spangenberg, J., Schoene, B., Sell, B., Schaltegger, U., 2016. Thermal erosion of cratonic lithosphere as a potential trigger for mass-extinction. Sci. Rep. 6, 23168.

 著者から送られてきました。いいところに論文出したぜCheers!というやりとり,いつかはやってみたい.
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by stakahashi17 | 2016-03-31 17:04 | 論文紹介

JKよりKJの方がかっこよくないですか?

週明けにJamstecの黒田さんをシステムセミナーにお迎えし、同日からPen.State. Kastingさんの講義が開催される、イニシャルKjづくしな1週間でした。さまざまな研究者とのお話は、とても参考になり、また感化されますね。

さて、以下は1月-2月にチェックした論文のメモです。

Yoder, a. D. (2013). Fossils Versus Clocks. Science, 339(6120), 656–658. doi:10.1126/science.1233999

Science誌に掲載されたRenne et al. によるK/Pg境界の放射年代測定値の成果についてコメントしたもの。分析手法の改善により、大量絶滅と隕石衝突期が高精度に一致した今回の研究が、デカントラップの年代の検討や、他の時代の気候変動の経時変化を明らかにすることを期待している。


Chen, B., Joachimski, M. M., Shen, S., Lambert, L. L., Lai, X., Wang, X., Chen, J., et al. (2012). Permian ice volume and palaeoclimate history: Oxygen isotope proxies revisited. Gondwana Research. doi:10.1016/j.gr.2012.07.007

 複数の南中国のペルム系セクションから産したコノドントの酸素同位体比の変動を示し、ペルム紀を通しての表層海水温と当時の氷床地質記録等を比較・議論したもの。Middle Permianでは、GuadalpianーLopingian境界期に向かって水温は上昇しているようにみられる。これを信じると"Kamura event"は本当に寒冷イベントだったのだろうか・・


Meyer, K. M., Yu, M., Lehrmann, D., Van de Schootbrugge, B., & Payne, J. L. (2013). Constraints on Early Triassic carbon cycle dynamics from paired organic and inorganic carbon isotope records. Earth and Planetary Science Letters, 361, 429–435. doi:10.1016/j.epsl.2012.10.035

 南中国の前期三畳紀の炭酸塩炭素同位対比と有機炭素同位体比を比較し、両者に同時期の同様の変動を見出し、当時の生物生産が少なく生物のサイズが小さかったためだとしている。むー、そうかなぁ。。

Kiipli, E., Kiipli, T., Kallaste, T., & Siir, S. (2012). Al2O3/TiO2 ratio of the clay fraction of Late Ordovician–Silurian carbonate rocks as an indicator of paleoclimate of the Fennoscandian Shield. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 365-366, 312–320. doi:10.1016/j.palaeo.2012.10.001
 バルト海付近の掘削コアで得られたオルドビス紀ーシルル紀の浅海堆積物から粘土画分を抽出し、元素の測定結果から化学風化で増減するアルミ/チタン比の経時変化を示している。化学風化が促進する時期にチタンが増加するとし、オルドビス紀の湿潤だった時期と堆積場である古地磁気データを参照して地塊が緯度方向に移動し、気候帯 evaporation>precipitation precipitation>evaporationを通過したことを推測している。

McGhee, G. R., Clapham, M. E., Sheehan, P. M., Bottjer, D. J., & Droser, M. L. (2013). A new ecological-severity ranking of major Phanerozoic biodiversity crises. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 370, 260–270. doi:10.1016/j.palaeo.2012.12.019

 過去の化石データを再解釈した化石生物多様性激減イベントのランキング
 生態系に影響与えたランキング:1位ペルム紀末、2位白亜紀末、3位、三畳紀末、 4位デボン紀後期F/F、 5位ペルム紀中期G/L、
6位石炭紀Mssissippian末, 7位オルドビス紀末、デボン紀後期、 8位デボン紀Givetian
 やはりペルム紀末強し・。

Takahashi, S., Kaiho, K., Hori, R. S., Gorjan, P., Watanabe, T., Yamakita, S., Aita, Y., et al. (2012). Sulfur isotope profiles in the pelagic Panthalassic deep sea during the Permian–Triassic transition. Global and Planetary Change. doi:10.1016/j.gloplacha.2012.12.006

日本とニュージーランドの深海ペルム紀/三畳紀境界で硫黄の同位対比を測定したところ、大量絶滅期に15パーミルの減少をとらえた。軽い硫黄の起源・生成要因は3通りくらい考えられるが・

Bourassa, a. E., Robock, a., Randel, W. J., Deshler, T., Rieger, L. a., Lloyd, N. D., Llewellyn, E. J., et al. (2013). Response to Comments on “Large Volcanic Aerosol Load in the Stratosphere Linked to Asian Monsoon Transport”. Science, 339(6120), 647–647. doi:10.1126/science.1227961

Metcalfe, I., Nicoll, R. S., Willink, R., Ladjavadi, M., & Grice, K. (2013). Early Triassic (Induan–Olenekian) conodont biostratigraphy, global anoxia, carbon isotope excursions and environmental perturbations: New data from Western Australian Gondwana. Gondwana Research, 23(3), 1136–1150. doi:10.1016/j.gr.2012.07.002

Tahata, M., Ueno, Y., Ishikawa, T., Sawaki, Y., Murakami, K., Han, J., Shu, D., et al. (2013). Carbon and oxygen isotope chemostratigraphies of the Yangtze platform, South China: Decoding temperature and environmental changes through the Ediacaran. Gondwana Research, 23(1), 333–353. doi:10.1016/j.gr.2012.04.005

Schrag, D. P., Higgins, J. a., Macdonald, F. a., & Johnston, D. T. (2013). Authigenic Carbonate and the History of the Global Carbon Cycle. Science, 339(6119), 540–543. doi:10.1126/science.1229578

Canfield, D. E., & Kump, L. R. (2013). Carbon Cycle Makeover. Science, 339(6119), 533–534. doi:10.1126/science.1231981

 先日のブログをどうぞ。

De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., & Hart, a. J. (2013). Carbon Nanotubes: Present and Future Commercial Applications. Science, 339(6119), 535–539. doi:10.1126/science.1222453

Fromm, M., Nedoluha, G., & Charvát, Z. (2013). Comment on “Large volcanic aerosol load in the stratosphere linked to Asian monsoon transport”. Science (New York, N.Y.), 339(6120), 647; author reply 647. doi:10.1126/science.1228605

Palike, H. (2013). Impact and Extinction. Science, 339(6120), 655–656. doi:10.1126/science.1233948
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by stakahashi17 | 2013-02-24 22:51 | 論文紹介

Carbon Isotope Makeover


ホームページにも載せましたが、堆積岩中に残る炭素の安定同位体比(13C /12C)は、地質時代を通して変動してきました。ときおり重い値、軽い値をとり、正異常・負異常と呼び地質時代のイベントを認識する特徴としても用いられてきました。炭素を貯蔵する主な要素は炭酸塩岩と有機炭素があります。有機炭素は光合成の課程で約25パーミル軽い炭素同位体分別をするので、有機炭素がどの程度埋没するかによって、軽い炭素をとられた大気ー海洋の無機炭素の同位体比が変動し、海水から沈積する炭酸塩の同位体比が決定していると考えられてきました。

 このような有機物の埋没のフラックスの変化によって説明されてきた炭酸塩岩の安定炭素同位体比の変動ですが、地質時代には原生代後期(Neoproterozoic)の5パーミル以上の重い炭素同位対比やマイナス15パーミルに及ぶ低い値など、大気海洋の酸素濃度が現在ほど十分になかった時代に炭素の同位体比が変動しており光合成によって産する有機物や有機物の嫌気的分解から生ずるメタン(マイナス40パーミルに達する軽い分別をする)の寄与では充分に説明ができない事象が報告されてきました。2月のScience誌に報告されたSchrag et al.の記事によれば、このような炭素の同位体比の変動を、有機炭素の埋没効果以外に、有機物の分解物やメタンからもたらされる炭素を含んで形成された自生炭酸塩を考慮にいれれば説明がつくというモデルを提唱しました。このような自生炭酸塩(Calcite, dolomite, siderite..)は、還元的な環境でアルカリ度が高まり、飽和した炭酸塩が堆積物表面あるいは間隙に生じ、現在の大陸棚縁辺の海底でもみられ、実際に軽い値をとるものもあるようです。現在の炭素循環にこの炭酸塩があまり量的に寄与しないのは現在の表層環境には酸素が多分で、大気-海洋中の同位対比を変えるくらいの大量な自生炭酸塩を海洋に生成できないことが主な要因であるとしています。つまり、大気海洋の酸素濃度の進化の過渡期であった原生代や深刻な貧酸素環境に陥った古生代中生代境界時期などには、有機物の埋没+自生炭酸塩の生成とそれらの分解放出が当時の炭素循環に大きな影響を与えていた可能性があるのです。

 Canfield&Kumpによる同誌の紹介記事では、今後、自生炭酸塩を実際に多量に生成するメカニズムや、炭素同位体比の正以上時期に地質記録から同位体比が軽い自生炭酸塩がみつかるかどうかの課題を経てこのモデルが成熟していくことを期待するとしています。

 これまでの私たちのグループの中でも、有機物埋没フラックスの挙動がよく分からない状態で炭素同位体比の増減をどう説明するか議論がなされていました。Schragらのアイディアは、地質時代の炭素循環モデルの理解を助ける大きなヒントになるかもしれません。

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From Canfield and Kump, Carbon Isotope Makeover Science 339

Schrag, D. P., Higgins, J. a., Macdonald, F. a., & Johnston, D. T. (2013). Authigenic Carbonate and the History of the Global Carbon Cycle. Science, 339(6119), 540–543. doi:10.1126/science.1229578

Canfield, D. E., & Kump, L. R. (2013). Carbon Cycle Makeover. Science, 339(6119), 533–534. doi:10.1126/science.1231981
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by stakahashi17 | 2013-02-10 05:20 | 論文紹介

日本人が知っておくべきペルム紀三畳紀境界イベント論文@2012

8月から始まった出張シーズンも一段落しました。



 ずっとまとめようと思っていた新着論文を挙げておきます。名付けて、日本人が知っておくべき3大中生代古生代関連論文です。


1.前期三畳紀は温暖化と海洋無酸素事変が頻発していた。

Y. Sun, M.M. Joachimski, P.B. Wignall, C. Yan, Y. Chen, H. Jiang, et al., Lethally hot temperatures during the Early Triassic greenhouse., Science (New York, N.Y.). 338 (2012) 366–70.

 南中国ののペルム紀末ー中期三畳紀までの約700万年間の層序から得られたコノドントエレメントの特定属を選んで酸素同位体比を測定した研究成果.炭素同位体比の変動とシンクロした値の経時変化が検出された.この変化を海洋表層の水温変化に素直に読み替えると、ペルム紀末の大量絶滅事変時には海水温が40℃近くに上昇しており、その後の前回三畳紀の中頃Smithian/Spathian近傍では41℃に達する高温期が訪れる。この低緯度域の温暖化が当時の動植物が高緯度側に化石記録が残るが低緯度域にはみられなかった要因であるとしている。ただ、コノドントの生態が遊泳生物であったこと、炭素同位体比の変動に極端に類似していることから、特定水塊の温度指標としてこのデータを受け入れて居よいかどうか検証を続ける必要があると個人的には思う.



S.E. Grasby, B. Beauchamp, A. Embry, H. Sanei, Recurrent Early Triassic ocean anoxia, (2012).


 カナダ高緯度域のSiverup Basinに残るペルム紀ー中期三畳紀境界の研究成果、近年このセクションからは、カーボンセノスフェア(シベリア玄武岩活動に由来する煤?)や、硫化物の増加に一致する水銀の増加が報告されている.この論文では、硫化物の増加とモリブデンの増加から読み取れる無酸素海水の発達が、ペルム紀後期よりもむしろ前期三畳紀の間で頻発していることが報告されている.これを生物回復の遅れの要因とみなすわけだが、どのように海洋を無酸素化するか議論するところに当時の火山活動による、温暖化ガスの放出を最も可能性のある原因に挙げているが、尾崎くんのEPSLの論文を引用して、栄養塩の流入→一次生産の増加というプロセスも入った複合的な要因だったのではないかとまとめている. パンサラッサの前期三畳紀の無酸素化は深海相でも起きていたことを我々も挙げているが(Takahashi etal., 2009 Paleo3)、タイミング的には一致していそうである. 


2.火山活動の影響はやはり関係あり。

J. Shen, T.J. Algeo, L. Zhou, Q. Feng, J. Yu, B. Ellwood, Volcanic perturbations of the marine environment in South China preceding the latest Permian mass extinction and their biotic effects, (2012) 82–103.

 Eu異常などの元素組成で特徴付けられた火山灰層が、中国の複数のペルム紀末の層準から炭素同位体比の負異常時期に一致して産していることを報告した論文. この火山灰層は、南中国地塊付近の火山活動ではなく、シベリア玄武岩の活動に一致しているのではないかとしている.


U. Brand, R. Posenato, R. Came, H. Affek, L. Angiolini, K. Azmy, et al., The end‐Permian mass extinction: A rapid volcanic CO2 and CH4‐climatic catastrophe, Chemical Geology. 322-323 (2012) 121–144.

  中国と,イタリアのペルム紀三畳紀境界層の分析結果(微量元素分析,炭素酸素同位体比,ストロンチウム同位体比)をもとに、温室効果ガスの放出による当時の温度変化を考察している.報告によれば、火山活動は大量絶滅の1000ー2000年前に起き、二酸化炭素の濃度は1400ppmから3000ppmに増加し、海水温が39℃に達したとしている.また、この温暖化のトレンドの間に短い間の温度減少の時期があり、火山活動が生じた際に発生したエアロゾルによる寒冷化によるものではないかとしている.


3.日本発の研究成果も続々と。

H. Sano, T. Wada, H. Naraoka, Late Permian to Early Triassic environmental changes in the Panthalassic Ocean : Record from the seamount-associated deep-marine siliceous rocks , central Japan, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 363-364 (2012) 1–10.
 
 西南日本,舟伏山ユニットから新たに見出されたペルム紀/三畳紀境界層の炭素同位体比変動曲線を報告した論文.2010年に報告した安家森セクション−2の炭素同位体比変動とほぼ一致している.これで、日本の深海相の同時代の層序から南中国の模式相と炭素同位体比で対比がつくセクションが3つ(安家森,兎原,舟伏)となり、有機炭素でも(-2万年毎くらいの平均程度のオーダーでは)同位体比層序対比が可能なことを指示するものと個人的には納得している. なお、論文中では炭素同位体比の減少理由に大規模火山活動によって生じた有機物炭素の放出(同位体比的に軽い)を挙げ、舟伏山セクションからは黒色粘土岩に共在する黒色な珪質層からわずかながらに放散虫化石が産することを根拠に生物の回復が遠洋域では早くに訪れたのではないかと考察している.


T. Onoue, H. Sato, T. Nakamura, T. Noguchi, Y. Hidaka, N. Shirai, Deep-sea record of impact apparently unrelated to mass extinction in the Late Triassic, (2012).



 犬山地域の後期三畳紀の赤色チャートからなるセクションから、北アメリカ大陸で起きたマニコーガンクレーターの隕石衝突に由来する飛散物質(スフェリュール,Niスピネル,Ir,Osの増加)を発見したという論文.放散虫の化石産出レンジチャートを参照すると遠洋域では明確な絶滅事件が起きておらず、直径100Kmのクレーターを形成するような衝突ではグローバルな大量絶滅を起こさず、衝突が起きた近傍のみに影響がとどまったと考えられる.
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by stakahashi17 | 2012-12-02 13:16 | 論文紹介

モリブデン同位体比から推定する硫化水素濃度

Extreme change in sulfi de concentrations in the Black Sea during the
Little Ice Age reconstructed using molybdenum isotopes
Arnold et al., Geology 2012

黒海は、最も研究が行われている無酸素海盆である。多くの研究は特に無酸素の発達構造に着目し、有酸素海水と無酸素海水の境界であるケモクラインの構造や安定性に着目されている。しかし、黒海の歴史の中でのケモクラインの深度の変化にともなう硫化水素濃度の定量的変化は調べることが難しかった。この研究では堆積性モリブデンの安定同位体比をプロキシとして用いて溶存硫化水素の濃度変化をはじめて明らかにした。Arnoldらが示したモリブデンの同位体比は、Bosporus inletの海域の同位体比組成を示すもので、データによると約300年前のケモクラインは、深さ65m以上に上昇し、深層の硫化水素濃度は100μMにのぼったと推定できる。このケモクラインの上昇と海底の硫化水素濃度の上昇は、現代の黒海で観測されているものをしのぐものである。このケモクラインの上昇イベントが起きた300年前は小氷期の時期と一致し、当時の冬の嵐による黒海表層水の深層水との混合が一次生産の増加と海洋の貧酸素化をもたらしたという解釈がありうる。

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左図の同位体比と硫化水素濃度の関係を用いれば、右図のような黒海の硫化水素濃度が計算でき、還元海水の拡大の過程が復元できるのだそうです。
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by stakahashi17 | 2012-06-29 00:26 | 論文紹介

大量絶滅後の生態系回復パターン(Chen and Benton, Nature geoscience)

IGCP572 プログラムの中心人物である Zhong ChenとMike Benton のレビュー論文がnature geoscienceに出ています。

The timing and pattern of biotic recovery following the end-Permian mass extinction,
2億5000万年前に起きた大量絶滅の余波は、大量絶滅後に生物がどのような回復をしたかを示している。この生命環境の危機は、極端温暖化、酸性雨、海洋の無酸素化と酸性化といった数々の環境ストレスに起因する。アンモナイトなどのいくつかの生物は100-300万年以内の比較的早く回復を迎えるが、絶滅事変は前期三畳紀の間発生し続けている。三畳紀の生態系は低栄養段階から高いものへと段階的に回復していき、大量絶滅事変から約800-900万年後の中期三畳紀の始まりまで複雑な生態系が再形成されることはなかった。回復期は海生は虫類やdecapod crustaceous や陸上四足生物のような新しい生物グループの出現をもたらし、最終的には恐竜の出現につながっている。このような段階的な生命環境の回復は、生物の力と物理的なものによる環境の不安定な揺らぎが両方作用して遅れていたと考えられる。このような事例は生物進化の内的・外的要因を議論する好例である。
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上図:化石記録から想像される生物の回復パターン。はじめに、低栄養段階の一時生産生物が大繁栄し、高次の生物が出現するのは数百年もあとになる。

 生物の回復パターンの要因として、同研究プロジェクトの研究者があげる大陸風化の増大による高栄養塩状態の持続があげられています。前期三畳紀500万年の生物環境の揺らぎ(炭素同位体比の不異常4回、正異常3回)はそれらのような環境要因と同時性・因果関係が証明されるでしょうか。おそらく単一の要因ではないだろうというのが予想。
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by stakahashi17 | 2012-06-25 00:03 | 論文紹介

行ってみたいな南島。

こちらでの滞在期間も残すところ、あと5日間です。せっかく、話し相手も増えてきたのにとても残念・・。いや、また来ればいいんですよね。

 何度かこちらの研究者の方々とお話をして、まだまだ調査すべき地域があることを教えてもらいました。特に、今まで私は行ったことのないニュージーランド南島は要checkしたいところ。

 紹介してもらった論文を忘れないようにメモしておきます。

Early Permian Conodonts from the Torlesse and Caples Terranes, Ford teal., 1999, NewZealand Journal of Geology and Geophysics.
ニュージーランド南島の基盤岩をなす、Torless TerraneとCaplesTerrene のチャートからLower PermianのMesogondolellaを報告している。地質の詳細はあまり書かれていない。

New information on the age and thermal history of a probable Early Triassic siltstone near Kaka Point, South Island NewZealand
Paull et al., 1996, NewZealand Journal of Geology and Geophysics
ニュージーランド南島 Maitai TerraneのKaKa point のSiltstone から前期三畳紀SpathianのNeospathodus homeriを報告している。題名の通り、破片が1個出ただけなので結構微妙かな。

Geology of the red rocks turbidite association, Wellington peninsula
Grapes etal., 1990, NewZealand Journal of Geology and Geophysics
RedRocksの地質構造、化石年代の論文。シーケンス下部のチャート(Late Permian) と上に重なるargilite とgrey wacke (Late Triassic)には大きな時間ギャップがあり、付加時の構造変形か、Gravity Slide によって、年代の異なる地層が重なっているのではないかとしている。
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by stakahashi17 | 2012-04-25 18:05 | 論文紹介

テチス海の大量絶滅発生時期は10万年オーダーでほぼ同時。

Calibrating the End-Permian Mass ExtinctionShen et al., 2011 Science

史上最大の大量絶滅、ペルム紀末の大量絶滅に関する論文がScience誌に報告されています。
大量絶滅を引き起こした環境異変は各地で同時に起きたのか?このタイミングに制約を入れるためにこの研究では、高精度のウランー鉛の放射同位体比をID-TIMS(isotope thermal ionization mass spectrometry)装置を用いて南中国各地で得られたペルム紀ー三畳紀境界層の火山灰層の絶対年代を求めています。これまでのデータに比べて誤差値が5分の1程度になり±23万年の精度になるそうです。
 結果、大量絶滅発生時期は2億5228万±0.08年で、南中国の浅海堆積物を構成する海盆のどの深度でも誤差範囲で年代が一致しました。さらに、測定された絶対年代間に目盛りを振ることで大量絶滅期の特徴である炭素同位体比の減少にかかった時間はおよそ9万年間、値低下の持続期間は約20万年間であることがいえるそうです。また、この絶対年代値を用いて、各地域のペルム紀三畳紀境界層セクションの産出化石のレンジチャートをコンピュータソフトウェア(CONOP)を使って統合し、段階的に多様性が減少していた絶滅のパターンと約20万年程度の期間でそれが進行したことを示しています。大量絶滅層準の火山灰層直上にみられる炭層についても議論がなされており、燃焼起源物質に多い多環式芳香族の有機物やpyrofusiniteと呼ばれる特徴的構造をもつ炭質物をもって大規模森林火災の証拠としています。これらの証拠をもとに、海洋と陸域における生物の絶滅とはほぼ同時に起きており、シベリアの玄武岩活動などのからもたらされる温室効果ガス(メタンや二酸化炭素)の大規模放出がそれらに同時に作用する要因であると説明されています。
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by stakahashi17 | 2011-12-15 10:07 | 論文紹介

ペルム紀大量絶滅直前に無酸素海洋の拡大は急速に起きた?(ウラン安定同位体比の証拠から)

Rapid expansion of oceanic anoxia immediately before the end-Permian mass extinction
Gregory A. Brennecka et al., 2011 PNAS
約2億5千万年前に起きた史上最大の大量絶滅、ペルム紀末大量滅事変は、その当時海洋が溶存酸素に乏しい状態であったことが地質学的証拠から明らかになってきました。さらには、大量絶滅発生時の浅海陸棚では硫化水素に富む無酸素水塊が広がっていたことを示す嫌気性光合成細菌が増殖していたことも分子化石の証拠から明らかになってきています。今回紹介する研究では、浅海域陸棚で堆積したペルム紀/三畳紀境界部の層序に記録されたウランの同位体比値の変動曲線を示し、大量絶滅期の海洋溶存酸素環境を議論しています。

 Brenneckaらの研究グループは南中国 Dawen sectionで得られた ウラン235に対するウラン236の同位体比はペルム紀末の大量絶滅発生時にあたる地層において減少し、トリウムで規格化したウランの値はその後低い値を示し続けることを示しました。この結果は、無酸素な海水の影響で還元されたウラン(同位体比が重いものが選択的に還元される)の量が大量絶滅期を挟んで6倍に増えたとすれば当時の海水中に溶存するウランの同意対比がおよそ2.8パーミルの幅で現象することの説明がつくとしています。その後ウラン同位体比は低い値を示し続け、トリウムで規格化したウランの量比が少ない値を示し続けていますが、この記録は、無酸素海洋の発達がすくなくとも4ー5万年は続き、その間ウランが海水から海底に除去され続けたことを示すと彼らは説明しています。しかし、今回彼らが検討した地層セクションでは絶滅境界付近には厳密には地層の欠如があり、大量絶滅とウランの大量還元・沈殿をもたらした無酸素海洋の前後関係を議論するには難があるかもしれません。この論文の終わりには、他の同時代の地層でもこの分析手法をテストするべきだと述べています。
 微量元素の同位体比を用いて、無酸素海洋の発達規模をこれまでよりも具体的に何倍に増えたと議論できるようになってきたのは進歩だと思います。
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by stakahashi17 | 2011-11-22 02:30 | 論文紹介