本研究は、ナミビアで採集した縞状炭酸塩岩の解析に基づいて、スノーボール・アース仮説を検証することである。現生代後期の氷河堆積物を覆う縞状炭酸塩岩は温暖な気候で堆積したものと考えられており、地質学における大きな謎であるとされた。氷河堆積物と縞状炭酸塩岩の組み合わせは、地球表面が前面的に凍結したとすると合理的に説明ができる。しかし、そのようなことは気候学的にありえないとされてきた。申請者らは、ナミビアで採集したラストフ縞状炭酸塩岩の化学的分析を行い、縞の解析から堆積速度の見積もりを試みてきた。層厚14mの縞状炭酸塩岩は、酸素、炭素同位体比からみて、3つの区間に区分されることが明らかになった。酸素同位体、炭素同位体比の変動は、スノーボール・アース仮説から導かれる論理的帰結と合致しているものと解釈された。現生代後期の炭酸塩岩の堆積環境の解析に、酸素同位体比が利用できることを世界に先駆けて示すことができた。一方、縞の解析では、区間2にメートルオーダーの明瞭な堆積サイクルが認められていた。このサイクルは、カルサイトに富んだ部分とドロマイトに富んだ部分の繰り返しで特徴づけられる。それぞれのサイクルには、ミリメートルスケールのラミナがあり、メートルスケールの堆積サイクルには、約1500枚のラミナが含まれていることが明らかになった。ラストフ縞状炭酸塩岩のラミナが1年ごとの環境の繰り返しを反映していることを論じた。一方、ナミビアのマイエバーグ縞状炭酸塩岩にはミリメートルスケールの縞とセンチメートルスケールの縞が形成されている。このような縞が潮汐リズムを反映したものである可能性を指摘した。この解釈によるとマイエバーグ縞状炭酸塩岩の堆積速度は、約25cm/年となる。これらの縞の解析から縞状炭酸塩岩に記録された炭素同位体比の変動の時間スケールは、数1000年であると見積もられた。これは新生代古第三紀の突発的温暖化事件(LPTM)における炭素同位体比の変動の時間スケールに比べ、一桁近く小さいことになる。以上の結果を総合すると、われわれが採集した氷河堆積物を直接覆う縞状炭酸塩岩の地球化学的特徴は、スノーボール・アース仮説と符合していることが明らかになった。
1 0 0 0 OA 地球のリズムと多圏相互作用
- 著者
- 川上 紳一 金折 裕司 大野 照文
- 出版者
- Japan Association of Mineralogical Sciences
- 雑誌
- 岩鉱 (ISSN:09149783)
- 巻号頁・発行日
- vol.87, no.10, pp.393-411, 1992-10-05 (Released:2008-03-18)
- 参考文献数
- 127
Soon after the formation of the Earth by collisional accretion of planetesimals in the primordial solar nebular, its interior has been differentiated gravitationally to form the central metallic core, silicate mantle and crust, atmosphere and ocean. The sequence of differentiation was very rapid during the formation and subsequent early history, since the interior has been maintained hot by the heating of accretional energy, gravitational energy of core-mantle separation and energy released by the radioactive neclides. The differentiation and interactions between the core, mantle, crust, atmosphere and ocean has been continued throughout the Earth's history less effectively but still a significant way. The mode of interactions between the subsystems of the Earth includes mass transfer (geochemical cycle), electromagnetic interaction, and mechanical interactions such as angular momentum exchange, tidal interaction and convective flows and plate motions. Since these interactions have been maintained by the energy of radioactive nuclides and solar energy, the Earth system can be regarded as disequilibrium dissipated system with highly non-linear behavior. Many rhythmical variations in the Earth environments such as climate change, sea level change, geomagnetic variation, plate velocities and orogeny, volcanic and seismic activities are expected to show signatures of the non-linear dissipative systems. Specifically we expect the period bifurcation phenomena revealed in many non-linear systems would exist in the rhythmical variations in the Earth's history. Here we reviewed the spectrum structures of galactic motions, solar activities, orbital motions of the Earth and planets with special reference to the Milankovitch cycles, the Earth rotatonal variation, geomagnetic variations, variations in the atmosphere and ocean phenomena, climate change, meteoroid impact and mass extinciton episodes, and then revealed nature of multi-sphere interactions in the Earth's history in the frequency domain. Some future problem to explore the nature and mechanisms in the multi-sphere interaction and evolution of the Earth were discussed.