ペルム紀の終わり - 2 億 5,200 万年前 - 地球は大量絶滅によって荒廃しました。
友好的でない地球
研究の一環として、科学者たちはその仕組みを理解しようとしました。地球の気候は二畳紀の終わり、つまり 2 億 9,890 万年前から 2 億 5,190 万年前に、そして三畳紀の初めに - 2 億 5,190 万年前から 2 億 130 万年前に変化しました。その後、すべての大陸は 1 つの巨大な陸地、パンゲアとなり、シベリアの広大な範囲の火山が噴火しました。その結果、温暖化する温室効果ガスが大気中に侵入しました。科学者の理論によれば、これが地球規模の絶滅の一因となったという。
化学風化とは？
これらすべての要因を考慮すると、科学者たちは化学風化の過程を研究しました。その後、陸上の岩石が壊れてカルシウムが放出され、海に流れ込みます。そこで二酸化炭素（CO₂）と結合し、炭酸塩岩を形成します。気候が温暖であればあるほど、風化は早く起こります。
この図は海洋の割合を示しています模型（黒い線）と化石記録（青い点）から、ペルム紀の終わりに絶滅した動物を緯度別に示します。水の色は温度の変化を示しています。赤は最も温暖化していることを意味します。 、黄色が最も少ない。 上部には超大陸パンゲアがあり、二酸化炭素を放出する大規模な火山噴火が見られる。 線の下の画像は、この噴火で死んだ海洋生物の 96% の一部を表している。 画像提供: Justinペンとカーティス・ドイチュ、ワシントン大学
重要なのは化学反応が起こるということ温度が高くなるとより速くなり、流水はより多くの浸食を引き起こします。最終的に、これにより地球の温度を制御下に保つフィードバック ループが形成されます。暖かくなり風化が早くなると、より多くの二酸化炭素が海に入り、海の岩石に閉じ込められ、気候の冷却につながります。これが起こると、風化が遅くなり、海の岩石に蓄積する二酸化炭素が減り、寒くなりすぎなくなります。
逆のプロセスはどのように機能しますか?
しかし、できる別のプロセスがあります逆風化として知られる海洋で発生します。これは、鉱物シリカが海底で新しい粘土を形成するときに起こります。このプロセス中に、粘土は炭酸塩岩が捕捉できる量を超える量の CO₂ を放出します。
現代の海洋にはそれほど多くはありませんシリカは小さな浮遊生物がシリカを吸収するため（貝殻の成長に必要）、逆風化は起こりません。同様に、ペルム紀には微生物 (放散虫) がシリカをほぼすべて吸収し、逆風化を最小限に抑えました。
微妙なバランス
ただし、最終的にはすべてが変わる可能性がありますペルム紀と三畳紀初期。この時点で、無数の放散虫の殻からなるシリカを多く含む岩石は消失した。同時に、科学者たちは海洋岩石中の特定の分子変異体のバランスが「異常」であることを発見しました。
スミソニアン自然史博物館にある放散虫の模型。
画像提供: Victoria Pickering - CC BY-NC-ND 2.0 flickr.
研究の一環として、生物学者はその関係を研究しました。リチウム同位体。同位体は、原子核内の中性子の数が異なるため、標準とはわずかに異なる原子量を持つ元素のバージョンです。一部のリチウム同位体は、重量が異なるため、逆風化中に新しい粘土が形成されるときに異なる比率で吸収されます。
科学者たちは何を知りましたか？
リチウムの同位体がいくつか存在することが判明した大滅の直前に海から事実上消滅し、三畳紀の約500万年間回復しなかった。最終的に、放散虫の喪失により海はシリカで満たされ、逆風化を引き起こしました。このプロセスの結果として放出された二酸化炭素は、二酸化炭素を捕捉し、ひいては非常に暑い気候を維持する原因となっていた化学的風化を克服することができました。このような状況では、生命の存在は非常に困難です。
一番下の行は何ですか？
要約すると、科学者たちは何が遅れているのかを突き止めた地球の復興。すべては絶滅の後に姿を消した放散虫のせいだ。それらの欠如は海洋地球化学を根本的に変化させ、二酸化炭素を放出する一種の粘土の形成を可能にしました。この CO₂ の放出により、大気の温度と海洋の酸性度が維持され、それによって生命の回復が遅くなります。非常に小さな変更でも、脆弱なシステムのバランスがすぐに崩れる可能性があります。
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表紙に：Nature 誌の論文に掲載された、火山の大量放出による海洋酸性化と海洋生物の絶滅に関する、Yurikova et al. (2020) の発見に基づくペルム紀から三畳紀の大量絶滅の始まりの図。シベリアの dekrfyjd からの CO2。イラストは David Adam Iurino (ローマ サピエンツァ大学パレオファクトリー) で、Yurikova 氏とその同僚による記事です。