Research press release

【進化】地球最大の大量絶滅の機構と長かった生物の回復を詳細に説明する

Nature Communications

Evolution: Iron-ing out the creases in global kill mechanisms

2億5200万年前に起こった地球史上最大の大量絶滅の後に生物の回復が遅れたのは鉄を豊富に含むが酸素欠乏状態の海洋のためだったことを詳しく説明した論文が、今週掲載される。この新知見は、地球の歴史上で大量絶滅後の回復期間が最も長かった原因となる古代の海洋の化学組成に関する手掛かりになっている。

ペルム紀末期(2億5200万年前)に地球上の生物多様性の90%が失われ、その後の回復に500万年という長い期間を要するに至った全球的絶滅機構は、硫黄を多く含む有毒な海洋だと長い間考えられてきた。しかし、この極端な海洋の状態の全球的性質は、不十分な地球化学的ツールに基づいたものであり、あまり突き止められていない。

今回、Matthew Clarksonたちは、高精度の化学的手法(鉄スペシエーション法)を用いて、数百万年前の新テチス海(現在のオマーン)の堆積物である岩石に保存された古代の海洋の化学組成を解析した。古代の浅瀬から深海までの6か所の試料採取場所の化学データから明らかになったのは、これまで予測されていたように有毒な硫黄を多く含む状態が広範に存在するのではなく、鉄を豊富に含むが酸素の少ない海洋の中に酸素を豊富に含むポケットが点在する状態だった。

生物の回復期間が長かったことの正確な原因は明確になっていないが、Clarksonたちは、陸上での(高温による)化学的風化の促進によって海洋への鉄分の流入が増え、鉄を豊富に含むが酸素の少ない状態が維持されて生物の回復が抑制されたと考えている。

Iron-rich, oxygen-starved oceans delayed the recovery of life following the Earth’s greatest mass extinction 252 million years ago, according to a study published in Nature Communications this week. The findings shed light on the ancient ocean chemistry responsible for the longest recovery period following a mass extinction in Earth's history.

Toxic, sulfur-rich oceans have long been considered the global kill mechanism responsible for the loss of 90% of the planet’s biodiversity at the end of the Permian period (252 million years ago), and the protracted 5 million-year recovery that followed. However, the global nature of this extreme oceanic state is based on limited geochemical tools and is rather poorly constrained.

Matthew Clarkson and colleagues use highly precise chemical techniques (known as iron-speciation techniques) to analyse ancient ocean chemistry preserved in rocks laid down as sediments in the Neo-Tethyan Ocean (modern day Oman) millions of years ago. Chemical data from six sampling sites, spanning the ancient shallows to the deeper ocean, reveal iron-rich, oxygen-poor conditions, punctuated by oxygen-rich pockets, rather than the widespread toxic sulphur-rich conditions previously predicted.

Although the precise cause of this extended recovery period remains unclear, the authors believe enhanced chemical weathering on land (due to high temperatures) led to increases in the flux of iron to the oceans, which would have sustained the iron-rich, low-oxygen state, and suppressed biotic recovery.

doi: 10.1038/ncomms12236

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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