6-7億年前の全球凍結時代に生命はなぜ生き延びることができたのか？【スノーボールアース】

地球全体が凍ってしまったスノーボールアース（全球凍結）。この状態を生命はどのようにして生き延びたのでしょうか？2019年12月に発表された最新の地質調査から、凍った地球に起きた驚くべき現象が明らかになりました！ (目次) 0:00 スノーボールアースとは何か？ 0:38 何度も起こった全球凍結 1:02 大量絶滅の危機 1:55 太古の地層を追え 2:15 ロディニア超大陸 2:28 鉄から推測する当時の環境 3:22 氷河が運んだ酸素 (参考文献) Subglacial meltwater supported aerobic marine habitats during Snowball Earth. M. A. Lechte et al. (2019) Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Vol. 116, No. 51 https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1909165116 【音楽素材】 https://www.bensound.com/ 【字幕説明】 みなさんこんにちは。学校で教えてくれない今どきの惑星科学の話をします。 本日紹介するのは、2019年12月17日に、米国科学アカデミー紀要に掲載された、スノーボールアースに関する論文です。 スノーボールアースとは、北極南極から赤道まで、地球全体が氷に覆われた状態のことです。普通の氷河期と比べると、氷で覆われた範囲が、ものすごく広いことがわかります。 スノーボールアースがどのようにして起こったのか、まだよくわかっていませんが、長い地球の歴史の中で、何回も起こったことがわかっています。今回の論文では、7億1700万年前から6億8000万年前に起きた、スターチアン氷期と、6億4000万年前から6億3500万年前に起きた、マリノアン氷期に注目します。 スノーボールアースが起こると、生命にはとんでもない影響があります。この時代の生命は、まだ陸上には存在せず、海の中に住んでいました。生き物は、海の中でも呼吸をしなければいけないので、酸素を吸って、二酸化炭素を吐き出します。普通なら、海と大気の境界面で、酸素と二酸化炭素が交換され、濃度が一定に保たれます。 しかし、スノーボールアースになってしまうと、氷によって海と大気が遮断されるため、海の中でどんどん酸素が減っていき、生物はいずれ窒息して、絶滅してしまいます。実際に、スノーボールアースの時には、多くの生物が絶滅したことがわかっています。しかし、一部の生物は、生き延びることができました。そうでなければ、私たち人間も、存在しません。 一体どのようにして生物は、スノーボールアースを生き延びたのでしょうか？ メルボルン大学、マックギル大学、南京大学らの研究者で構成されたチームは、現在の地球上で、古い地層が残っている３つの地点で、サンプルを採取して分析しました。ナミビア、南オーストラリア、カリフォルニアです。およそ7億年前の地球では、ロディニア超大陸が形成されており、調査した3つの地点は、この時代においては、ちょうど大陸と海の、境界付近にありました。研究者たちは、採取したサンプルを、化学分析しました。 研究者たちが着目したのは、土壌中の鉄の濃度です。鉄が多いほど、酸化鉄が多く堆積した、ことを示しています。酸化鉄とは赤さびのことです。つまり酸化鉄が多いほど、酸素が多い環境だった、ことを示しています。研究者たちは、当時の大陸からの距離に応じて、サンプルを分類し、鉄の濃度を調べました。その結果、大陸の近くほど鉄が多く、大陸から離れるほど、鉄が少ないことがわかりました。このことは、大陸の近くほど酸素が多く、大陸から離れるほど、酸素が少なかったことを、明確に示しています。研究者たちは、鉄以外にも、酸素の濃度を示す指標である、マンガン濃度、セリウム濃度、さらに鉄の同位体比を調べました。これらの指標の全てが、大陸の近くほど、酸素が多い環境だった、ことを示していました。 これらの結果から、研究者たちは氷河によって、海洋に酸素がもたらされた、と考えています。氷河には、大気中から酸素が溶け込みます。酸素を含んだ氷河が、海と接すると、氷河の下で氷が溶けます。溶けた氷から、酸素が海水中にもたらされました。このようにして、氷河からもたらされた酸素によって、生物はスノーボールアースを生き延びた、と研究者たちは考えています。このプロセスがなければ、私たちの先祖は絶滅していたかもしれません。 このようにして今回の研究では、スノーボールアースをどのように生物が生き延びたのか、一つのアイディアが示されました。しかし、スノーボールアースに関しては、まだ謎が多くあります。そもそも、スノーボールアースはなぜ発生したのか？スノーボールアースは、現在の地球でも発生するのか？氷に覆われた惑星でも、生命が生き延びれるということは、太陽系内で、氷に覆われた他の天体でも、生命が存在する可能性があるのか？これらについては、またの機会にご紹介することにします。それでは、ご視聴ありがとうございました。 #惑星科学チャンネル #PlanetaryScienceChannel #行星科学频道