火山の噴火が第五次大量絶滅を引き起こしたのでしょうか?

白亜紀末期（約6600万年前）に発生した第5次大量絶滅は、地球上の1億5000万年以上続いた恐竜の時代を終わらせ、哺乳類の台頭への道を開いた。

この大量絶滅の原因については、いまだに激しい議論が続いています。その中でも、インドのデカン玄武岩の噴火と小惑星の衝突が主流の見解である。デカン玄武岩の噴火の時期とそれが地球環境に及ぼした影響も、この分野の研究のホットな話題です。

この目的のため、中国科学院南京地質古生物学研究所（以下、南京古生物学研究所）は、天津大学、中国地質大学（北京）などの研究チームと共同で、東アジアにおけるデカン火山の最初の噴火の記録と、この絶滅イベントに対する湖沼環境と生物相の反応について詳細な研究を行った。関連する研究結果は7月18日にGeology誌オンライン版に掲載された。

論文の責任著者で南京の古生物学者、王波氏は、大量絶滅の約15万～30万年前にデカン火成岩区が侵入や噴火を通じて二酸化炭素などの温室効果ガスを大量に排出し、それが2～5℃の地球温暖化を引き起こした可能性があると紹介した。学術界ではこれを「マーストリヒチアン後期温暖化イベント」と呼んでいます。

「この温暖化現象のメカニズムとプロセスを解明することは、白亜紀末の大量絶滅の原因を理解するための重要な証拠を提供し、また炭素循環と温室地球の結合関係についての理解に新たな洞察をもたらす可能性がある。」王波氏は、「現時点では、この出来事に関する私たちの理解は非常に限られています。特に、デカン高原火山の最初の噴火に関する記録が陸上堆積物の中に見つかるかどうか、そしてマーストリヒチアン末期の温暖化が陸上生態系にどのような影響を与えたか、この2つの疑問については重要な証拠が欠けています」と指摘した。

研究チームは、山東省の白亜紀/古第三紀（K/Pg）境界にまたがる2つの井戸から採取したコアデータを使用し、高精度の生物地層学、古生態学、地球化学の手法に基づいて大量絶滅イベントに関する研究を実施しました。関連する研究結果は、マーストリヒチアン後期の温暖化イベントとデカン高原火山の最初の噴火との相関関係を強く示す証拠となり、温暖化イベントが湖の環境と生物相にも大きな影響を及ぼしたことを示しています。

論文の筆頭著者で南京古生物研究所の准研究員である李沙氏は、今回の研究で調査された2つの掘削コアは、膠来盆地の砕屑岩堆積物と平義盆地の炭酸塩岩堆積物という2つの異なる堆積環境を表していると述べた。火山の噴火により大量の水銀が放出され、それが地層に記録されるため、水銀記録は火山活動の追跡調査として広く利用されています。両方のボーリング孔から採取されたサンプルは、白亜紀/古第三紀境界に先立つマーストリヒチアン末期の温暖化イベント中に水銀が著しく増加したことを示しています。

研究チームは、デカン火山活動が湖沼環境や生物相に及ぼした影響を探るため、炭素同位体と古生物学的研究も行い、膠来盆地の有機炭素同位体と平義盆地の無機炭素同位体が同時に大きな負の偏差を示していることを発見した。これは、デカン大火成岩区の大きな脈動が水銀と地球全体の炭素循環に大きな影響を与えたことを示している。

この研究では、2つの湖の生物相が温暖化現象に大きく反応していることも判明した。膠来盆地と平義盆地における車軸藻類と貝形動物の種分化は顕著であり、生物多様性が増加した。海洋では、プランクトン性有孔虫種が部分的な絶滅、矮小化、壊滅的な種の蔓延を経験しており、これはマーストリヒチアン後期の温暖化イベントが、異なるメカニズムを通じて海洋と陸上の両方の生態系に影響を及ぼしたことを示唆している。

「私たちの研究結果は、デカン高原の火山活動によって地球が比較的温暖な気候条件に保たれ、この温暖化によって地球規模の生物地球化学サイクルが暴走温室環境の臨界点に近づいた可能性があることを示しています。これが白亜紀末の大量絶滅の背景条件だった可能性があります」とリサは語った。 「この結果は、火山からの炭素排出と地球の温室効果との関係を理解するための新たな証拠を提供するとともに、今日の地球温暖化が湖沼環境や生物相に与える影響を理解するための参考資料も提供する。」