Article 地球：クロム同位体に記録された先カンブリア時代の大気酸素化の変動 2009年9月10日 Nature 461, 7261 doi: 10.1038/nature08266 地球化学的データは地球大気の酸素化が二つの大きな段階を経て起きたことを示唆している。大気中酸素の最初の増加は、約2.45 Gyrから2.2 Gyr前に起きて、大気中酸素濃度の顕著な増加と、これに伴う浅い海洋表面の酸素化をもたらしたと考えられている。大気中酸素の二度目の増加は、新原生代後期（約800〜542 Myr前）に複数の段階に分かれて起こったらしく、最終的に580 Myr前に深海の酸素化をもたらしたが、大気酸素化の進化過程の詳細はまだよくわかっていない。本論文では、縞状鉄鉱層（BIF）から得られたクロム（Cr）の安定同位体を用いて、先カンブリア時代の海洋におけるCr(VI)の存在を追跡し、地球の気圏−水圏系における時間分解された酸素化の描像を提示する。Crの地球化学的振る舞いは、酸化風化過程により酸化された六価[Cr(VI)]形態が生じるために、表層環境の酸化還元状態に極めて敏感である。還元された三価クロム[Cr(III)]の地上における酸化によって同位体分化が起こり、反応性の高い六価クロムにより質量の大きい同位体が濃集することになる。今回のCr同位体分化データは、Cr(VI)の海洋表層水への蓄積が約2.8 〜2.6 Gyr前にあり、2.45 〜2.2 Gyr前の最初の大規模な酸素増加（大酸化事変）に先だって、大気と海洋表層の酸素化が一時的に高まった可能性を示している。約1.88 Gyrの年代をもつBIFにはCr同位体の分化がみられず、大気酸素濃度が低下したことを示している。我々の知見は、大酸化事変は大気中の酸素の一方向の段階的増加につながらなかったことを示唆している。新原生代後期にはCr同位体の強い正の分化（δ53Crが最大+4.9‰）がみられ、その時代に地球表層で酸素化が増大したことのまた別の根拠となっており、これによって、巨視的な多細胞生物の急速な進化がもたらされた可能性がある。 Full Text PDF 目次へ戻る
