『生物の変遷と進化』第20回 3回目の大量絶滅 | 奈良の鹿たち

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『生物の変遷と進化』第20回

<2億5100万年前>

(ペルム紀)

「3回目の大量絶滅」

 

 

 

 

  

 

<大量絶滅>(2億5100万年前)

3回目のペルム紀末の大量絶滅は5大絶滅の中でも最大で、Great Dyingといわれています。

この大絶滅は、地球上の生命をほとんど消し去るほどの規模でした。

このペルム紀と三畳紀の境目は、ペルム紀(Permian)と三畳紀(Triassic)の頭文字をとって「P-T境界」と呼ばれ、ペルム紀の大量絶滅は、この境界を挟んで起こり「P-T境界の大絶滅」ともいわれています。

一度のイベントで海生生物のうち最大96%、陸上脊椎動物の70%以上、全ての生物種で見ても90%から95%が絶滅したことになります。

ペルム紀の大量絶滅は、700万年の間隔をあけて2段階に分けて起こったと考えられています。

1段階目は、シベリアの巨大火山活動による成層圏エアロゾルが、太陽光を遮断することによって地球規模の気温低下と干ばつを起こしました。さらに、この噴火によって地球全体に酸性雨が降り注ぎ、オゾン層を枯渇させ、そのために有害な太陽の紫外線が大量に地表を襲うようになりました。
2段階目では、シベリアの巨大火山活動から放出されたCO2などの温室効果ガスが、地球温暖化を促進した。緯度による海水温差が小さくなり、海洋循環が停滞し、海洋深部の無酸素化は最大になりました。

 

この大量絶滅でディメトロドンの単弓類、ゴルゴノプス類が絶滅しました。

昆虫類も打撃を被り、巨大飛行昆虫(巨大トンボ)は全滅しました。

植物界でも、それまで栄えていた森林の崩壊が起き、代わってキノコなどの菌類が大繁殖しました。生命力の強い樹木ですら生き残れなかったのです。

大陸棚の浅い海では、多種類の動物が生息していましたが、その多くが短期間で絶滅しました。 海底固着型の生物であるサンゴ(この後、300万年もかかって復活再生した)、ウミユリ、フズリナ、コケムシや腕足類などが大きな被害を受けました。

数を減らしつつあった三葉虫(下図)は、とどめをさされる形で完全に絶滅しました。アンモナイト(下図)も大きな打撃を受け、95%以上の属が姿を消したと考えられています。

プランクトンの有孔虫や放散虫の大量絶滅も起きました。

 

<絶滅の原因>

●超大陸パンゲアの移動➡巨大火山活動

超大陸パンゲアが分裂して、現在のバラバラな大陸配置になりました。

大陸分裂で火山噴火が活発化したのか、逆に火山噴火が活発化して大陸が分裂したのか。

巨大火山活動説

超大陸パンゲアの形成で、プレートがマグマに沈み込みました。

そして、巨大なマントルの上昇流であるスーパープルーム(下図)によって発生した大規模な火山活動が原因になったという説です。スーパープルームは、地球内部のマントル対流が原因で、直径1,000kmもの巨大なマグマの塊が地表を突き破り、長さ数百km、高さ3kmもの火柱になるものです。この大噴火は100万~200万年も続き、成層圏にまで達した粉塵やエアロゾルは、地球全体を覆い尽くしたらしい。ロシア シベリア付近で、シベリア・トラップ (下図)と呼ばれる洪水玄武岩流が広い範囲に残されています。(溶岩跡は2,000km先でも確認される)火山の大噴火が起きると、一時的に寒冷化が進み、その後、大量に放出された温室効果ガスにより温暖化が進行します。

成層圏にまで達した粉塵のため、太陽光線が届かなくなった植物は、光合成が出来なくなって枯れてしまい、地球全体が超酸素欠乏状態(スーパーアノキシア)に陥りました。暗黒で寒い冬の時代が長く続くことになりました。「核(衝撃)の冬」といわれています。全地球規模の環境変化と大量絶滅が起きる一連の事件連鎖が起こりました。

 

パンゲア大陸の移動⇒スーパープルーム⇒大規模火山噴火⇒寒冷化・超酸素欠乏状況⇒核の冬

 

 

●超酸素欠乏事件(スーパーアノキシア)

ペルム紀末期、2000万年もの長期間の全地球的酸欠事件「超酸素欠乏事件(スーパーアノキシア)」が発生しました。このような長期間にわたる酸素欠乏が起こったのはP-T境界のみでした。ペルム紀を通じてこの傾向は続き、P-T境界(ペルム紀と三畳紀の境目)以降、陸上・海中で低酸素環境が決定的となりました。石炭紀末期~ペルム紀初期には35%あった酸素濃度が、三畳紀初期には12%という低い値まで下落していました。それ以降、長きにわたり低酸素時代が到来しました。

高酸素濃度下の古生代に繁栄したディメトロドンの単弓類、ゴルゴノプス類はP-T境界で多くが死に絶えました。そして、この時代を生き延びて三畳紀に繁栄した主竜類の中で、気嚢により低酸素環境への適応度を先に身につけていた恐竜が、後の時代に繁栄していくことになります。単弓類の中でも横隔膜を生じて腹式呼吸を身につけたグループは、低酸素時代の危機を細々と乗り越え哺乳類の先祖となりました。

しかし、これ以降、樹木を分解できる菌類(白色腐朽菌)が登場して酸素を大量に消費して二酸化炭素を増大させていきました。

 

●メタンハイドレート

また、温室効果による海水温の上昇で、深海の大量のメタンハイドレート(下図)が融解・気化を引き起こしました。それによって、さらに温室効果が促進されるという悪循環が発生し、環境が激変したと考えられています。メタンガスの温室効果は実に二酸化炭素の20倍ともいわれ、赤道付近では気温が10℃上がり、極地では20~30℃も上昇したといわれています。大気中に放出されたメタンと酸素が化学反応を起こし、酸素濃度を著しく低下させました。

<大量絶滅後>

P-T境界において生物多様性の回復は非常に遅れ、その後400万年の間、樹木が生えることはほとんどなかった。地上の生き物が、新たな姿で復活するまで1000万年近くもの時間を要しました。

前期三畳紀の地層からは、今のところ石炭が見つかっていません。石炭の元となる泥炭地の植物が、激減したと思われます。

生物多様性の回復が遅れた原因は、P-T境界後も引き続き地球環境が生物の生存に対して厳しい条件にあった可能性が考えられます。

哺乳類及び主竜類(ワニ、鳥類を含む恐竜)の直系の祖先もペルム紀の次の三畳紀に出現しています。

 

 

大量絶滅については、当ブログ『生物 大量絶絶滅』をご覧ください

 

 

 

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次回は 第21回「恐竜・哺乳類・裸子植物の出現」

 

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(担当B)