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K-Pg絶滅と衝突の年代

新しい証拠によると彗星か小惑星の衝突は恐竜にとって最後の一本の藁だった



By Robert Sanders, Media Relations, February 7, 2013

バークリー――恐竜の絶滅は世界で究極のフーダニットだ。犯人は彗星か小惑星の衝突?火山灰?気候変化?


モンタナ州で恐竜絶滅準位から数センチメートル以内にある炭層から火山灰サンプルを収集するチームリーダーのポール・レニー。Photo by Courtney Sprain.

この問題を解決しようとする試みの中で、カリフォルニア大学バークリー校バークリー地球年代学センター(BGC)およびオランダと英国の科学者たちはいま、6600万年前に起こった恐竜の絶滅と、それとほぼ同時期に起こった有名な衝突の、これまででもっとも精密な年代を決定した。

年代はとても近く、研究者たちによると、たとえ地球規模の絶滅のすべての原因になったわけではないにせよ、少なくとも恐竜に致死打を加えたという。

「衝突が地球を過去の転換点へと推し進めた最後の一本の藁だったのは明らかだ」とBGC所長でUCバークリーの地球惑星科学講座教授のポール・レニー(Paul Renne)は話した。「我々はこれらのイベントが兎の毛で突いたほどの差もない同時期であり、したがって衝突が絶滅に大きな役割を果たしたのは明らかだが、たぶん衝突だけではなかったことを示した」

改訂された年代は衝突が実際は絶滅の前と後のどちらに起こったのかをめぐる長引いた混乱を解決する。それは地上の恐竜類と多くの海の生き物が化石記録からほとんど一夜にして消滅することによって特徴付けられていた。衝突の新しい年代――66,038,000年前――は絶滅の年代と誤差限界以内で同じであり、両イベントが同時であったことになる、とレニーは話した。

彼と彼の共同研究者たちは研究結果をScience誌の2月8日号に報告する。

運命のクレーター

1980年代にUCバークリーのノーベル賞受賞者、ルイス・アルヴァレズと彼の息子、ウォルターによって、恐竜の絶滅ははじめ、彗星か小惑星の衝突に結びつけられた。ウォルター・アルヴァレズはUCバークリーの地球惑星科学名誉教授である。メキシコのユカタン海岸沖のカリブ海にある直径110マイル(180キロメートル)のクレーターがその衝突の結果だと考えられている。このチクシュルーブ(Chicxulub)という名前のクレーターは直径6マイル(10キロメートル)の天体によってえぐられたと考えられている。その天体が大気中に撒いたデブリは今でも世界中でガラス球(テクタイト)、衝撃石英、およびイリジウムに富む塵の層として見られる。


6600万年前の彗星か小惑星の衝突は、メキシコのユカタン半島の海岸沖を中心とする直径110マイル(180キロメートル)のクレーター(チクシュルーブと名づけられた)をえぐった。Courtesy of Wikipedia.

もっと正確な絶滅の年代へのレニーの探求は3年前に始まった。3年前、彼は既存の年代が他の絶滅時期の見積もりと矛盾することと、既存の衝突と絶滅の年代が誤差マージンの内に並ばないことに気づいた。

レニーと彼のBGCの共同研究者たちは最初に、アルゴン-アルゴン法として知られる既存の年代測定法の再カリブレーティングと向上に取りかかった。次いで彼らはモンタナ州のヘルクリーク地域から火山灰を収集し、それらを再カリブレートされたアルゴン-アルゴン法で分析して絶滅の年代を決定した。絶滅準位の下の地層はたくさんの恐竜化石の産出源であり、絶滅の前と後での化石の変化がもっとも良く研究された産地の一つだ。

彼らは以前年代測定されたハイチ産のテクタイトを集め、それらを同じ手法を使って分析してどれだけ昔に衝突が起こったのかを決定した。新しい絶滅および衝突年代は11,000年以内で正確である、と研究者たちは話した。

「私がこの分野で研究を始めた頃、これらのイベントのエラーバーはプラスマイナス100万年だった」とUCバークリーの統合生物学名誉教授の古生物学者、ウィリアム・クレメンス(William Clemens)は話した。彼は30年以上にわたってヘルクリーク地域の研究を率いてきたが、この研究には直接は関わっていない。「いまとても興奮している。ポールと彼の仲間がタイムスケールを改良するのにしている仕事に帰することができるものの多くは我々がやっている仕事だ。これによって我々は化石記録から見たものを、現在我々の周りに見られる気候変化と動植物相の変化のデータと統合することができる」

転換点での恐竜類

衝突と絶滅が同時でも、レニーはこれが衝突が単一の原因だったことを意味しないことに注意する。

全般的な白亜紀の温室環境の最中に起こった長期の寒冷期をはじめとする、それ以前の100万年にわたる劇的な気候変動は、たぶん多くの生き物を絶滅の瀬戸際に追いやり、衝突がそれらを崖の先へ蹴り落としたと考えられる。

「これらの先行する現象は地球生態系を比較的小さな引き金にも敏感にしたため、かなり小さな影響であったとしても生態系を新しい状態にシフトさせただろう」と彼は話す。「衝突はとどめの一撃だった」

気候変動の一つの原因は、広範なデカントラップを作ったインドにおける持続的な一連の火山噴火だったと考えられる。レニーはそれらの火山岩を再年代測定し、それらの持続期間と恐竜絶滅に対する開始時期のより正確な測定を得ようと計画している。


レニーが衝突デブリが見られる大絶滅準位からの凝灰岩と呼ばれる、硬くなった火山灰のサンプルを調査している。Photo by Paul Renne.

「この研究は高精度地球年代学のパワーを見せる」と共著者でスコットランド大学環境研究センターのダレン・F・マーク(Darren F. Mark)は話す。彼はレニーが提供したサンプルの独立したアルゴン-アルゴン分析を行った。「多くの人々は精度を単に別の数字がくっついたものと考えている。しかしそれははるかに面白いものだ。それはカメラにくっきりとしたレンズを追加するようなものだ。それによって我々は地質記録を大きな解像度で吟味し、地球史に貼り合わせることができる」

UC Berkley News Center
New evidence comet or asteroid impact was last straw for dinosaurs
Robert Sanders, February 7, 2013

原論文
Paul R. Renne, et al.
Time Scales of Critical Events Around the Cretaceous-Paleogene Boundary
Science 8 February 2013: Vol. 339 no. 6120 pp. 684-687
DOI: 10.1126/science.1230492
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