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丹波篠山の恐竜化石発掘地周辺の地質について調査した。発掘地は流紋岩質の山を侵食する川の堆積物にあり、白亜紀後期の有馬層群に属する。約9km離れた場所には、7千万年前の火山噴火による流紋岩にできた噴気孔化石が存在する。発掘地の東側は2億5000万年前より古い付加体で、その上に火山噴出物が覆っている構造が確認できた。これは篠山層群が古生代ペルム紀から中生代ジュラ紀の基盤岩類を覆うという地域の地質構造と一致する。これらの情報から、周辺の地層観察で新たな発見が期待できる。
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記事はシダ植物の観察を通して、太古の地球環境、特に石炭紀の巨大シダ繁栄と大量の石炭形成について考察している。現代のシダの根元構造を観察し、リグニン質の塊から葉が伸び、枯れた葉が堆積することで塊が成長していく様子を記述。石炭紀にはリグニンを分解する生物が存在せず、巨大シダの遺骸が分解されずに堆積し、石炭になったと推測。当時の土壌は現代とは異なり、リグニンの分解がないため形成されていなかった可能性にも言及。さらに、P/T境界における大量絶滅と酸素濃度の関係、恐竜誕生への影響にも触れ、スギナの強靭さを太古の環境の名残と結びつけて考察している。
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京都府福知山市のP/T境界露頭は、ペルム紀末期と三畳紀初期の地層が連続しており、地球史上最大の大量絶滅を示唆する貴重な場所です。下部の灰色の地層からは古生代型の放散虫、上部の黒色の地層からは中生代のコノドントの化石が発見され、生物相の劇的な変化が確認できます。 海生生物の化石が内陸部で見つかるのは、プレート移動により海洋で形成された地層が運ばれてきたためです。大量絶滅の原因として、海底のメタンハイドレートの溶脱による海洋無酸素化が有力視されています。 これは、現代のメタンハイドレート採掘やCO2増加による環境問題と類似しており、大気中のCO2を土壌や炭酸塩に固定する技術の重要性を示唆しています。
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史上最大の大量絶滅の痕跡であるP/T境界を自分の目で見るため、京都府福知山市の露頭を目指した。場所は京都府レッドデータブックに記載されていたが、詳細な位置は論文に記載されたGPS情報から特定した。現地では「P/T境界」の看板を発見。看板に従い進むと目的の露頭に辿り着いた。露頭にはP/T境界を示す層が確認できたが、詳細は次回の記事で解説する。
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ペルム紀末から三畳紀初期にかけて、海洋無酸素事変と呼ばれる現象が起きた。石炭紀に大気中の酸素濃度が上昇したが、リグニン分解生物の出現で酸素濃度は低下したものの、石炭の埋蔵により地球全体では酸素は多かったはずだった。しかし、活発な火山活動により、メタンハイドレートを含む堆積岩が溶解し、大量の炭素が放出。地球全体で酸素濃度が急減し、二酸化炭素濃度が急増した。結果、大型単弓類は絶滅したが、酸素利用効率の良い小型爬虫類は生き延び、後の恐竜繁栄に繋がる可能性を秘めていた。この火山活動とメタンハイドレートの関係は、日本科学未来館のdeep scienceでも解説されている。