Research press release

【地球科学】最古の微小隕石の化石が古代の地球の大気を解明する手掛かりに

Nature

Earth science: Oldest fossil micrometeorites hint at ancient atmospheres

これまでに回収された微小隕石の化石の中で最も古い27億年前の化石の分析結果について報告する論文が、今週掲載される。これらの微小隕石は直径がわずか8.6~50マイクロメートルで、その化学組成からは、始生代(39~25億年前)の酸素を豊富に含む上層大気で酸化した可能性が示唆されている。

(初期の地球の大気中酸素濃度は、現在の0.001%未満で)始生代の大気中酸素濃度が極めて低かったと広く考えられているが、大部分の証拠が下層大気に関するものであり、これまでのところ始生代の上層大気のサンプルを得る方法は開発されていない。

今回、Andrew Tomkinsたちは、オーストラリアのピルバラ地域の石灰岩(堆積岩の一種)から60点の微小隕石の化石を採取して調査した。採取された隕石は、宇宙球粒(大気圏に突入した時に完全に融解した物質)であり、地球の大気圏に突入して、高度75~90キロメートルで融解したとする学説が提唱されている。Tomkinsたちは、こうした隕石の化学組成を分析し、酸化が起こった過程を推定してモデル化した。Tomkinsたちの考えでは、始生代の上層大気の酸素濃度が現代の地球に近かったとされる。また、Tomkinsたちは、始生代の堆積物に保存されていた化学的証拠に基づいて、当時は上層大気と下層大気の混合が非常に少なかったという考えを示している。

The oldest fossil micrometeorites yet to be recovered - 2.7 billion years old - are analysed in a paper published in Nature this week. The chemical composition of these micrometeorites, which measure just 8.6 to 50 micrometres in diameter, suggests that they may potentially have been oxidized in an oxygen-rich upper atmosphere in the Archaean era (3.9 to 2.5 billion years ago).

Although it is widely accepted that oxygen levels were extremely low during the Archaean (Earth’s early atmosphere contained less than 0.001 per cent of the present-day atmospheric oxygen), most evidence relates to the lower atmosphere and no method has been developed to sample the Archaean upper atmosphere until now.

Andrew Tomkins and colleagues extracted and examined 60 fossil micrometeorites from limestone sedimentary rocks in Australia's Pilbara region. The sampled meteorites are cosmic spherules - material that melted completely during atmospheric entry - that are proposed to have entered Earth’s atmosphere and melted at altitudes of 75 to 90 kilometres. The authors analyse the chemical composition of the meteorites and model how oxidation may have occurred. They suggest that oxygen concentrations in the upper atmosphere in the Archaean may have been close to those of the modern Earth. On the basis of chemical evidence preserved in sediments from the Archaean, the authors further propose that there was minimal mixing between the upper and lower atmospheres during this period.

doi: 10.1038/nature17678

「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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