ふーめーきんと学ぼう!! ⑥「ビッグ５」
……え～っと…これはですね…
秋口になったので衣替えをしようと
思い立ちまして…そんでもって
色々弄っていたらつい熱が入って
しまって…いやーお恥ずかしい…
…という訳で今回は地学の勉強記事、
テーマは「ビッグ５」です。
ここで言う「ビッグ５」とは
顕生代(カンブリア紀の始めから現在までのことで、約5億4100万年の期間)において起こった、特に規模の大きな5回の絶滅イベントのことを指します。地球というものは言わば46億年に渡り多彩な生命を育んできた宇宙のゆりかご。なのですが、時にゆりかごは今まで育ててきた子らを一気に滅す地獄にもなり得ます。
大量絶滅は、地質時代において幾度か見られる現象なんですが、そもそも地質時代の「代」や「紀」の区分は、化石として発見される動物相の相違によるものなのです。原生代、古生代、中生代、新生代という言葉を皆さんも一度は耳にしたことがあると思いますが、この「代」の時代区分は、大量絶滅により従来の動物の多くが絶滅し、新たな動物が発生したというある種の指標のようなものです。カンブリア紀やデボン紀、白亜紀などの「紀」の時代区分は「代」との比較では動物相の相違は小さいですが、大量絶滅による場合もあります。
という訳で、今回はそんな5回の大量絶滅で何がどうなったのか勉強していきます。あとタイトルだけ見て心理学用語とか遊戯王の登場人物を思い浮かべた人は正直に言ってください私は怒らないので。
ケース１：オルドビス紀末
古生代のオルドビス紀末(約4億4400万年前)に発生。それまで繁栄していた三葉虫、腕足類、ウミリンゴ、サンゴ類、筆石、コノドントの大半が巻き込まれて、当時生息していた全ての生物種の85%が絶滅したと考えられています。
ここで命脈を完全に絶たれた生物にメジャー所はあまりいませんが、三葉虫や筆石あたりは大半の種が滅び多様性を失い、この時期までの勢いをかなり削ぎ落とされました。因みに筆石についてですが、画像検索するとクラゲの化け物みたいなのがいっぱい出てきます。結構可愛いですよ。
原因については寒冷化やそれに伴う海退で環境が変わったからなどと言われていますが、2005年にNASAとカンザス大学により、6000光年ほどの距離(結構近いです)で超新星爆発が起こり、それに伴うガンマ線バーストを浴びて絶滅が起こったという説が出されました。ガンマ線バーストによりオゾン層が一瞬で破壊され、回復までの数年間に太陽風などの宇宙線や紫外線に晒され続けた結果、あっという間に生態系が崩壊してしまったという仮説です。
これに対して2017年、東北大学大学院などの研究チームは、火山噴火による地球寒冷化が原因とする仮説を発表しました。また2020年には、中国、アメリカ、オーストラリアの研究チームが、オルドビス紀末の大量絶滅が4億4310万年前から4億4290万年前までの20万年の間に発生したとの見解を発表しました。これは雲南省永善県で発見されたオルドビス紀とシルル紀の地層が完全に連続している境界面を分析した結果分かったことで、発生した年代の範囲が大分絞られたことになります。
そしてこの次の時代に魚類が一気に発展、海を埋め尽くしていくことになるのです。
ケース２：デボン紀後期
古生代デボン紀後期(約3億7400万年前)に起きた、板皮類(ダンクルオステウスとか)などの甲冑魚と呼ばれる初期の魚類が致命的打撃を受けた大絶滅で、こちらは全ての生物種の82%が絶滅したと考えられています。そして腕足類や魚類のデータから、高緯度より低緯度の、淡水域より海水域の方が絶滅率が高いことが判明しています。
この大絶滅が起こった理由としてあげられるのは寒冷化と海洋無酸素事変です。海洋無酸素事変とは温暖化で極地の氷が溶けて海流が止まり、海水が澱むことで起きる全地球規模の赤潮みたいなもの。エヴァンゲリヲン知ってる人はセカンドインパクト後の南極を想像すると分かり易いと思います。
寒冷化は温暖化及び海流が止まる海洋無酸素事変からの揺り戻しで極地の氷が発達することで起こる現象なので、要するにこの２つはワンセットの事象ということなのです。一応他にも大型の天体が衝突した痕跡が残されているのですが、因果関係は不明という事でこちらは今のところ直接的な要因にはなっていません。
次の時代である石炭紀からは現代にも生きる軟骨魚類や硬骨魚類がこの大絶滅を凌ぎ、甲冑魚からニッチを奪い尽くして、陸へと進出していくようになります。
最初の２回だけでも十分ヤバい数が
減っているんですけどね…
この後のを見ると何も言えなく
なりますよ本当…
今の時代はよく生物保護とか
言われてますけど、何かもう
それどころじゃないですもんね…
ケース３：ペルム紀末
古生代後期のペルム紀末(約2億5100万年前頃)に起こった掛け値なしに地球史上最大最悪の大絶滅です。この事件で絶滅した生物種は全体で何と驚異の90～95％と推測されています。
発生原因は大きく分けて２つあります。１つは全世界規模で海岸線が後退し、これにより食物連鎖のバランスが崩れ、大量絶滅を引き起こしたという説。もう１つは超大陸パンゲアが完成した影響で、地球内部のマントルの大きな流れであり、本来地表に届かず内部で対流するはずの「スーパープルーム」と呼ばれるものが地表で噴出した説です。
２つ目の説について補足解説していきますと、スーパープルームというのは、深さ約2,900kmの核との境目で地球の核の熱を受けて高温になったマントル成分が上昇するもののことです。現在はアフリカ大陸の下と南太平洋にスーパープルームが存在していて、大地溝帯を形成し、かつ南太平洋に点在する火山の源であると考えられています。
マントルと核の境界における温度は3000～5000℃であろうと推定されているので、こんなものが地表で思いっ切り噴出したとなれば相当な被害を被るでしょう。今でもシベリアのど真ん中にシベリア・トラップと呼ばれる広大な玄武岩質の台地を残すほどの破滅的な火山活動により短期的に寒冷化、その後温室効果ガスで強烈な地球温暖化が発生し、これによって深海のメタンハイドレートが大量に気化し、さらに温室効果が促進されるという悪循環が発生、最終的に火山ガスが充満し酸性雨で植物は枯れ酸素濃度が著しく減少したとみられています。
海ではスーパープルームの噴出に先んじて再び無酸素事変が発生したのですが、この時はなんと1000万年以上の間酸欠状態となってしまいました。前回の無酸素事変でも100万年で大量の犠牲を払ったのに今回は1000万年、10倍の期間の酸欠です。
ということで、こうして地上は凄まじい酷暑と火山ガスの坩堝、海は循環が止まり澱みきった中で1000万年以上に渡る酸欠が続くことになります。地球は逃げ場のない地獄と化してしまいました。地球って怖いですね…。
この時期の地上の覇者であった単弓類(哺乳類型爬虫類とも)や爬虫類は多様性を大きく削がれ、二度の大絶滅を何とか凌いで種としてはもうボロボロだった三葉虫はこの大絶滅でついに絶滅してしまいました。他にもウミユリやアンモナイト、腕足類などの古い時代から生きてきた種に強烈なダメージを与えました。
特筆すべき点としては昆虫が大絶滅に巻き込まれた点です。デボン紀にはすでに陸に上がっていて、当然デボン紀後期の大絶滅にも巻き込まれたのですが、他の種に比べると影響を少なくして乗り切っていたし、この後にも目単位で2つ失うくらいで済んでいたくらい環境変動に強い生物種でした。
直前までに22目を誇る地上最大勢力だったのがこの時に8目が消滅、5目が多くの種を失い壊滅的な打撃を受けました。当時から地上で最も繁栄しており、今も繁栄し続けている昆虫すらこのありさま。地上から最大95％の生物種が消えるということは、これほどまでに凄まじいものだという事ですね。
ですが、この大破局からも立ち上がり進化する者達がいたのです。ペルム紀の王者単弓類、単弓類にやや後れを取りはしたものの、この大絶滅を期に一気に大勢力を築き上げた主竜類などなど。残された5％程の彼らの進化が、新たな時代を形作っていくのです。
いやー、生き残りがいて本当に 良かったですねぇ…！ まあ、絶滅してたらそもそも こんな記事書けませんけど… そしてここから中生代になります！ 爬虫類の発達、その後出てくるのは もうお察しでしょう、恐竜ですね！ まあそれも一瞬で崩されることに なるんですけどねー…
ケース４：三畳紀末
ペルム紀末の災厄は非常に強烈でした。生き残った者たちが立ち直って、新たな種が増加傾向になるまでなんと1000万年を要しました。比較対象として、次の大絶滅である白亜紀末の場合数十万年で鳥や哺乳類が新たな種を爆発的に増やし始めたので、この期間がどれだけの過酷な環境だったのか分かりますね。
因みに、あまりに他の生物がいないので捕食者に弱すぎて他の生物がいないところにしか住めない超虚弱生物ストロマトライトが大繁栄していました。ストロマトライトは今現在でも捕食者がいないという苛烈な条件下で生き延びていますよ。
それでも1000万年経つと、今でも生きている種で言うとワニに代表されるクルロタルシ類など爬虫類が猛烈な勢いであらゆる方向へ進化していきました。爬虫類のイルカこと魚竜や、空を駆ける翼竜、恐竜、単弓類からより哺乳類に近づいた獣弓類や哺乳形類など、様々な生物が現れ、新たな時代を作っていきました。
このように豊かな生物相の復興が成し遂げられた三畳紀の末(約1億9960万年前)ごろに前回からのインターバルがたったの5000万年という短いスパンでまたも大絶滅がやって来てしまいました。1000万年立ち直りにかかったことを考えると実質4000万年で次が来てしまったという、当時の地上の覇者たちに取っては不幸以外の何物でもないイベントです。
この絶滅は主竜類の大半に壊滅的なダメージを与え、かつてテコドントで括られた主竜類のメインを構成していた多くの種を滅ぼしました。そして、獣弓類や哺乳形類として進化し生き延び、主竜類と競い合っていた単弓類は勢力の殆どを失い、真の哺乳類に進化したグループなど僅かな生き残りのみが細々と生きることになります。海ではペルム紀末期を瀕死になりつつ生き延び、再び繁栄を始めたアンモナイトはまた古い形質を残した多くの種を絶たれ、アンモナイト亜綱を構成する内アンモナイト目のみが生き残るほどに痛めつけられました。
ただ、今回は前回に比べると優しい？方だったようで絶滅した種の総計は全体の75％くらいだと言われています。…ペルム紀のアレがどれだけ規格外かお分かりいただけるでしょうか。
原因としては、現在の大西洋辺りで起こった火山活動や、カナダのマニクアガン・クレーターを作った天体衝突が候補として挙げられています。ただ、マニクアガン・クレーターは年代測定でこの大量絶滅の約1300万年前にあたる約2億1400万年前に出来たことが分かり、直接的な原因ではないのではとも言われているのだとか。
この絶滅の時、当時大繁栄していた主竜類でも傍流の位置にいた恐竜はしっかり生き延び、一気に地球の覇者となっていくことになります。
ケース５：白亜紀末
今から6500万年前に起こった、最もメジャーな大絶滅。これにより恐竜はもちろんモササウルス類・首長竜・海棲ワニ・翼竜・アンモナイト・淡水サメ類らが絶滅した…のですが、失われた種の割合でいうと最もメジャーな割に70％に留まります。無論当時よりも種の総数は結構増えていたので実数だけで言えば多い方なのですが、ペルム紀の奴と比べると小物もいいところに見えるような気さえしてくるのが怖いですね…。
最もメジャーな古生物、恐竜。その絶滅はあまりに唐突で急激なものだったために、なぜ絶滅したのかという原因は様々な学者の間で議論が交わされてきました。恐竜の巨大な体躯(=多くの食料を必要とする)ゆえに、なんらかの環境の変化で食料が確保できなくなり絶滅していった…という説が主流なのですが、その環境の変化で色々分かれていたのです。
その中でも恐竜とそれ以外の生物、特に水棲生物の絶滅を説明でき、地層からも裏付けが取れる「天体衝突説」と、当時の大規模なクレーターが見つからないこと、インドのデカン高原を形成した大規模な火山活動がちょうど白亜紀末期に当たることから対抗として提出された「火山活動説」の2つがしばらく反目しあっていたのですが、1991年にユカタン半島北部沖合にある直径170kmに及ぶ「凹み」が、6500万年前頃の天体衝突により形成された巨大なクレーターであると推定されて、天体衝突説が最有力視されるようになりました。
チクシュルーブ・クレーターと名付けられたその凹み、詳しい調査がされた結果、直径200km、深さ最大25kmというかなりの規模のもので、結構なサイズの天体が衝突したことで出来たクレーターであることが判明しました。今まではあやふやな仮定だったものが、ここからより精確な推察が為されることになります。そこからこの絶滅の実態が鮮明に推測されました。起こった事象は様々ですが、主な要因についてかいつまんで書くと
粉塵による衝突の冬で急速に寒冷化していく環境の激変
衝突の際に発生した物質による強烈な酸性雨により植物や植物性プランクトンが死滅することによる酸欠状態
この2つが決定打になったと推定されていますが、粉塵による遮光や酸性雨の程度については議論になる所も多く、確かなところはまだ完全には解明されたわけではありません。このチクシュルーブ・クレーターの発見や、デカン高原を構成するデカントラップの噴出時期が6600万年前頃、大絶滅にやや先駆けて起こったということがわかったことなど様々な事実の積み重ねから、2010年には、40人の研究者によりこの大絶滅は直径10kmほどの天体が地球に衝突したことにより発生した可能性が最も高いとついに結論付けられました。
今ではユリ花粉の痕跡から、衝突したのは6月頃とまで推定出来るくらいに研究が進んでいるので、ゲシェンクが寄生した卵の化石だとか、ゲッター線が降り注いだ痕跡だとか、キングギドラによる大量殺戮の証拠などこれをひっくり返すような決定的証拠でも出ない限りは恐らく確定なんじゃないでしょうか。…と書いてはみたものの、デカントラップの流出と隕石の衝突が前後5万年程度で同時多発的に起こったという調査結果が発表されたので、まさかの火山と隕石のダブルパンチ説が真実味を帯びてきてしまいました…。
恐竜は一応、ペルム紀末期の大絶滅の際に気嚢を備えることにより酸欠に適応することで生き延びた者たちの子孫であり、酸欠はそう問題ではなかったと思われますが、気温の低下や餌の減少は流石に厳しかったでしょう。温血動物となっていた場合は少ない食料では維持が厳しいし、変温動物的な面を備えていたならば、寒冷化と日照時間の減少で外気で温める事ができないということは行動を起こせないということと同義ですからね。
三畳紀以降はペルム紀末期の超地球温暖化や破滅的火山活動の残滓が残っていたためか火山活動も非常に活発で温室効果ガスが多量に排出されたこともあり、平均気温が非常に高く
急速な寒冷化はほとんどの生物にとっての致命傷になったと考えられています。植物の枯死による食料枯渇と極寒、この合わせ技で恐竜ら大型爬虫類・アンモナイトなど古い形質を残した生物たちは滅んでいったのです。
この絶滅の後、中生代ですでに恐竜から分化し空の王の座を翼竜らと争っていた鳥類が再び地上に舞い戻り、単弓類の末裔である哺乳類と苛烈な生存競争を繰り広げ、それに勝利した哺乳類が地上を征し、なんやかんやあって生まれたのが我々人類になります。
最後になりますが、このクラスの大量絶滅を引き起こす巨大隕石の衝突する確率は、約一億年に一回ほどなので、似たようなことは殆ど起きえないと言っても過言ではないと思います。あとこの大絶滅でサメは4回の、ゴキブリは3回の大絶滅を生き延びたことになります。いつの時代も強くてしぶといですねこやつらは。
余談：恐竜の様々な絶滅原因と宗教のお話
恐竜の絶滅というポイントについては天体衝突で急速に滅んだというよりは、種の限界点が近づいており、天体衝突以前にすでに衰退期でありどうあれ緩やかに滅んでいたという説があります。北米では6500万年前に近づくに連れ、化石の多様性が失われていっているという研究結果から、ある程度の支持を得ています。
ただし、ティラノサウルスやトリケラトプスなど進化の極限とも言える種は6500万年前に近い時期に出現しており、全盛期が過ぎたとは言い難いところもあるようです。他にも、竜脚類の一種であるアラモサウルスのある化石は、年代測定にかけたところ暁新世のごく初期の化石と鑑定されたという研究結果も存在します(年代測定の手順に批判が多いので与太噺の域ですが)。もしこれが正しければ、恐竜は白亜紀以降も100万年程度生き延びていたという事になりますね。とどめを刺したのは天体衝突でほぼ間違いはないでしょうが、恐竜という種の最期には未だ謎は多いようです。
そして先程も書きましたが恐竜の絶滅には本当に様々な説がありまして、氷河期説、哺乳類や昆虫類による淘汰説、伝染病説、酸素濃度変化説や超新星爆発説、なかには地球外生物からの攻撃説、被子植物に含まれるアルカロイドに恐竜が耐えられなかった説、地球の自転軸が突然逆転する「ポールシフト」という現象が起きて気候変動により絶滅した説(恐竜はおろか全生物が死にます)、ノアの箱舟に乗り遅れて洪水で絶滅した説みたいな突拍子もない説もあります。(アルカロイド説はワンチャンある…かも…？)
さっきのノアの箱舟説もそうですが、キリスト教原理主義系の学者(創造論者)が主張しているものがあります。基本的に、聖書の記述に基づいて恐竜を扱おうとすると、恐竜は天地創造(ユダヤ教では紀元前3761年とされています)以前に誕生・隆盛・滅亡を遂げたことになってしまうという根本的な問題があります。そのため「天地創造は一般的な説よりももっと古い時代の話ではないか」「天地創造のくだりは比喩的表現であり、言葉通りに受け取らない方がよいのではないか」等、恐竜等を扱う古生物学や地質学の知見と聖書の記述との整合性を取るための仮説は数多く提唱されています。
その中に「恐竜非実在説」というのもあり、「そもそも恐竜は実在せず、捏造された存在である」という説もぶち上げられています。
…そこ、早とちりして「なーんだ、アポロ計画と同じパターンかよ」とか言わない。こっちの方が歴史は古いんです。19世紀の博物学者フィリップ・ヘンリー・ゴスは創造論と地質学の融合を試みた際、河川による大地の浸食の跡や地層など過去の存在を示す証と神による天地創造を両立させる仮説として、世界はそれらが最初から全て完全に存在する状態で、意図的に「古びた感じで」創造されたのだ、という「オムファロス仮説」を発表しました。
ただし、この説を取ると、恐竜は神によって捏造された存在となるので、創造論支持者からは「なぜ神が我々をだますのか」、不支持者からは「実証も反証もできないじゃないか」と発表の瞬間双方からフルボッコにされてしまいましたとさ。あーあ…。
このような説の派生として、恐竜と人間は同じ時代に存在していたと主張がされることも。根拠としては「アカンバロの恐竜土偶」などのオーパーツが挙げられるのですが、その肝心の恐竜がどう見ても旧復元に基づいている点で語るに落ちるというもの。というかぶっちゃけ土偶のクオリティ自体がなかなか残念で、小学生が自由研究で作ったって言われても信じちゃいますよコレ。しかも恐竜どころかグリフォンや竜、半鳥人にしか見えない土偶まで混じっていたり、中にはウルトラマンと怪獣が戦っているものもあるとか…。おまけに未発掘のはずの場所から明らかな埋め戻しの跡まで発見されていては…。科学的な分析で古い時代のものだとわかったなどと言われることもあるにはあるのですが、この分析には色々とツッコミどころが満載ですね…。
当時の隕石衝突痕が見つかったことによって「巨大隕石の衝突」で説が固まってきている現在でも、「巨大隕石の衝突」とだけ言えばこうした絶滅の状況をひっくるめて全て説明できているとは言い難いため、今日も議論は続いているのです。ただ、まあ…こういう宗教的な思惑を絡めたものでは無いでしょうね。恐らく、きっと…。
はい、お疲れ様でした！
少し長めの記事になりましたね…
個人的にはこのくらいの方が
「勉強」って感じがするんですが…
で、この髪型は今回まで…？
え、次回以降も？というか
年末までこのままの予定？？
そんなぁ…恥ずかしいんだけどぉ…
参考にしまくったページ
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