Research press release

進化:地球の古生物を待ち受けていた二重の大災害

Nature Communications

Evolution: Double-dip disaster for Earth's prehistoric life

白亜紀末期の大量絶滅の始まりの原因が、よく知られたチクシュルーブ隕石の衝突より前に起こった巨大な火山噴火と膨大な量の二酸化炭素の排出だったことを報告する論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。この新知見は、南極で出土した化石の詳細な分析に基づいており、絶滅のための二重の機構が数十万年間にわたって存在していたことを示している。

白亜紀と古第三紀の境界(約6600万年前)で起こった大量絶滅現象の際には、非鳥類型恐竜が地球上の生物種の4分の3とともに死滅した。大量絶滅現象の原因については、いまも論争があり、チクシュルーブ隕石の衝突を主たる原因とし、インドのデカントラップ火山地域の噴火を二次的機構とする論者が多い。しかし、これら2つの現象は、時期的に近接しており化石記録も不完全なため、区別して論じることは難しい。

今回、Sierra Petersenたちは、南極のシーモア島で得た高品質の完全な化石記録を用いて、この絶滅現象についての研究を行った。今回の研究では、新しい地球化学的方法(炭酸塩凝集同位体による古水温推定)によって、白亜紀と古第三紀の境界に生存していた軟体動物の殻に記録された気温の変化を正確に計算した。その結果、Petersenたちは、生物種の絶滅と同時期に気温が二度急上昇しており、一度目の急激な気温上昇がデカントラップでの火山活動の始まりと同時期で、一度目よりも小規模な二度目の気温上昇は、実際の白亜紀と古第三紀の境界とチクシュルーブ隕石の衝突の時期に近かった。

Petersenたちは、白亜紀と古第三紀の境界以前に起こった絶滅現象によって生態系ストレスが増し、隕石の衝突があった時に二度目の気温上昇に対する生態系の脆弱性が増したという考えを示している。しかし、二度目の気温上昇との関係で火山活動と隕石の衝突がそれぞれ果たした役割を区別して論じるのが難しいことは変わらない。

Huge volcanic eruptions and the emission of enormous amounts of carbon dioxide were responsible for the onset of mass extinction at the end of the Cretaceous period, preceding the famous Chicxulub meteorite impact, according to a study published in Nature Communications this week. The findings, which stem from a detailed analysis of fossils in Antarctica, indicate a double kill mechanism over a period of a few hundred thousand years.

Non-avian dinosaurs, along with three-quarters of the planet’s species, were wiped out during a mass extinction event at the boundary of the Cretaceous and Paleogene periods, approximately 66 million years ago. The cause of this event is still debated, with many citing the impact of the giant Chicxulub meteorite as the primary cause, and the eruption of the massive Deccan Traps volcanic province in India as a secondary mechanism. However, the close timing of these two events, and incomplete fossil records, make them difficult to distinguish.

Sierra Petersen and colleagues study the extinction event in a high-quality, complete fossil record from Seymour Island, Antarctica. Using a new geochemical approach - carbonate clumped isotope palaeothemometry - they are able to more accurately calculate changes in temperature recorded in the shells of molluscs across the Cretaceous-Palaeogene boundary. The authors show that species extinction coincided with two rapid spikes in temperature, with the first event being synchronous with the onset of volcanism at the Deccan Traps, and the second, smaller event more similar in timing to the actual Cretaceous-Palaeogene boundary and Chicxulub meteorite impact.

The authors propose that the pre-boundary extinction event increased ecosystem stress, making it more vulnerable to a second event once the meteorite struck. However, separating the respective roles of volcanism and meteorite impact regarding this second event remains difficult.

doi: 10.1038/ncomms12079

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