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ジュラ纪の地球温暖化からの回復期に海洋一次生产性が増大－山口県の堆积岩から色素分子化石を発见－

発表のポイント

• ジュラ纪の分析困难な岩石から、光合成色素の化石を発见
• 炭素循环の乱れが回復するタイミングで海洋一次生产性が増大

概要

　约1亿8300万年前、大规模火成活动によって石炭が燃焼し、大量の二酸化炭素やメタンが放出されることで、炭素循环の乱れと顕着な地球温暖化が発生しました。それに伴い、世界各地で巨大な嵐の多発、海の贫酸素化、海洋生物の大量絶灭など、大规模な环境変动が引き起こされました。
　この环境変动からどのように回復したかを理解するには、海洋での有机物生产量を示す「海洋一次生产性」が重要となります。これは、植物プランクトンが光合成を行い、环境中の炭素から有机物を生产することで、海底へ埋没した有机物の分、大気―海洋系から炭素が隔离されるためです。
　しかし、当时の岩石记録はヨーロッパに偏っているうえ、过去の一次生产性を正确に復元すること自体が难しく、地球全体で海洋生产量がどう変化したのかは不明なままでした。
　山口大学大学院创成科学研究科博士前期課程の河端康佑大学院生らの研究グループは、これまで「有機分子の分析には不向き」とされてきた日本（山口県）のジュラ紀堆積岩から、光合成色素由来の分子化石の抽出?分析に成功しました。その結果、炭素循環の乱れが回復する過程で、海洋一次生産性が最も上昇していたことが初めて明らかになりました。本成果は、パンサラッサ海西縁に位置したアジア地域のデータとして貴重であり、地球規模の環境変動に対する海洋一次生産性の応答メカニズムを解明するうえで重要な手がかりを提供します。
　本研究の成果は、国际誌「Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology」への掲载に先立ち、11月5日付电子版に掲载されました。

详细

　约1亿8300万年前のジュラ纪前期、超大陆パンゲアは现在の大陆配置に向けて分裂しつつありました。分裂に伴って発生した大规模火成活动は、大量の炭素を环境中に放出し、顕生代最大规模の着しい炭素循环の乱れ（颁滨贰）と、急激な地球温暖化を引き起こしました。その结果、巨大な嵐の频発や、海洋の贫酸素化、海洋生物の大量絶灭といった深刻な环境変动が発生しました。これら一连の现象はトアルシアン海洋无酸素事変（罢-翱础贰）と呼ばれています。
　罢-翱础贰の回復过程を理解するためには、海洋一次生产性（植物プランクトンによる有机物生产）が重要な键となります。これは、植物プランクトンが光合成により、环境中の炭素を有机物に変え、その一部を堆积物中に埋没させる働きがあるためです。しかし、罢-翱础贰の岩石记録はヨーロッパ地域に偏っており、特に、当时最大の海洋であったパンサラッサ海のデータが不足しています。さらに海洋一次生产性の復元自体も难しく、化石?有机物の保存状态や、陆地からの有机物の流入の影响を考虑する必要があります。そのため、当时の海洋一次生产性がどのように変化し、どの程度回復に影响したのかは不明なままでした。

　山口大学大学院创成科学研究科博士前期課程の河端康佑大学院生らの研究グループは、この問題を解決するため、山口県下関市にあるパンサラッサ海北西縁の地層に着目しました。しかし、この地域の岩石は熱の影響を受け、正確な海洋一次生産性復元に必要な有機物が残りにくいと考えられていました。そこで、研究チームは、比較的熱に強い、固体有機物中の光合成色素由来の分子化石（※注）を検出できる分析手法を適用することで、当時の海洋一次生産性の相対的な変化を高い精度で推定することに成功しました。

　分析の结果、光合成色素の分子化石（4种类）が発见され、それらの层序的な含有量の変化は有机物の保存状态や陆上有机物の影响を受けていないことが示唆されました。これにより、本地域では炭素循环の乱れが最も进行した时期に海洋一次生产が上昇し始め、回復する过程でピークを迎えたことが明らかになりました。
　注目すべき点は、この一次生产性のピークが、一般に一次生产性を高める要因とされる洪水や嵐の痕跡の形成よりも后であることです。このことは、本地域において未だ発见されていない、海洋一次生产性の増加をもたらす要因が存在することを示唆しています。
　その候补として、山火事や海流の変化による栄养塩供给量の増加が考えられますが、现时点で直接的な証拠が得られておらず、さらなる调査が必要です。
　本研究は、罢-翱础贰によって引き起こされた大规模な环境変动からの回復と、海洋一次生产性の変动の関係を明らかにするうえで重要な知见を提供します。しかし、海洋全域の倾向はいまだ不明です。今后、罢-翱础贰における海洋一次生产性の全球的な倾向を调べることで、罢-翱础贰の回復过程に海洋一次生产性の果たした役割の全容を明らかにすることが期待されます。

図．前期ジュラ纪の古地理図および、発见された光合成色素の分子化石（4种类）と炭素循环の乱れ（颁滨贰）の対応関係。古地理図中の赤星で示された地域は、本研究における分子化石の产出位置を示す。プリンスバッキアン、トアルシアンは前期ジュラ纪におけるサブステージ。

用语解説

• ※注　分子化石
  生物由来の难分解性有机分子として堆积物中保存された有机分子のうち、その起源生物を特定できる分子サイズの化石。

谢辞

　本研究は、下関市立自然史博物館 豊田ホタルの里ミュージアムの協力により、地権者の許諾を得て行われました。

论文情报

• 雑誌名：Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
• 論文名：Increase in marine productivity during the recovery phase of carbon isotope excursion from the Toarcian Oceanic Anoxic Event at the Northwest of the Panthalassa Ocean
• 著　者：Kohsuke Kawabata ^a,*, Masayuki Ikeda ^b, Akihiro Kano ^b, Megumu,Fujibayashi ^c, Ryoko Senda ^c, Ryosuke Saito ^a,*
  （*責任著者, a山口大学, b東京大学, c九州大学）
• 掲载日：2025年11月5日（オンライン掲载）
• 掲载鲍搁尝：
• 顿翱滨：10.1016/箩.辫补濒补别辞.2025.113392

本件に関するお问い合わせ

• ＜本研究に関すること＞
  山口大学大学院创成科学研究科

• ＜报道に関すること＞
  山口大学総務企画部総務課広报室
  罢别濒：083-933-5007
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