生命の大量絶滅と壊滅的な洪水玄武岩火山活動

絶滅は、ニッチを一掃し、適応放射線を育成することによって、生命の歴史において重要な役割を果たしてきた。 現存する種の70%から90%以上を含む主要な大量絶滅は、過去5億4000万年の間に少なくとも五回発生した。 Alvarezらによる発見。 (1)白亜紀末(65Mya)の大量絶滅は、直径10km以上の小惑星や彗星の影響の証拠と一致していることは、他の大量絶滅の原因に関心を集中しました。 同様の影響の証拠が他の大量絶滅事象で発見される可能性があると予想された。 しかし、そのような証拠は、来るのが遅くなっています(2)。 同時に、エピソード的な大規模な大陸洪水玄武岩噴火は、大量絶滅の別の考えられる原因として示唆された(3、4)。 この接続は、Whiteside e t a l. (5)これは、中央大西洋マグマ州(CAMP)玄武岩の噴火が、1×106km3より大きく、7×106km2以上をカバーしていることを示す証拠であり、陸上および海洋における三畳紀末絶滅事象(ETE)(201.4Mya)と一致していることを示している。

Whitesideらによる報告書。 (5)は、キャンプ玄武岩を含み、磁気反転、軌道サイクル、花粉研究によって緊密に制約されている米国東部のニューアーク盆地とハートフォード盆地からの二つの非マリンセクションから葉ワックスn-アルカン、木材、および全有機炭素から得られた炭素同位体の結果を提示します。 この相関は、ETEと一致する炭素同位体エクスカーションのレベルと、HETTANGIAN-Sinemurian境界1.8Myaを利用している。 セクションは高い(20ky)精密で目盛りが付いている。 これらのデータは,英国のstaudrie湾の海洋からの軌道強制炭素同位体データと一致し,鋭い初期負の炭素同位体シフトと絶滅地平線が海洋と非海洋セクションで同期していることを示した。 ニューアーク盆地とハートフォード盆地で最も古いキャンプ玄武岩は絶滅の地平線(20kyドル)をわずかに上回っているが、同様のモロッコのセクションでは玄武岩は絶滅の地平線(6、7)と同時である可能性がある。

正確な放射年代が利用可能になるにつれて、洪水玄武岩のエピソードは短く、深刻であることが決定されている(ほとんどの場合、1万年未満の間に1万立方キロメートル以上のピーク出力を有する)(4)。 他の2つの主要な大量絶滅は洪水玄武岩のエピソードと相関しています:インドのデカン玄武岩と白亜紀末のイベント(65Mya)とシベリア玄武岩とペルム紀末のイベント(251Mya)。 しかし、デカンの噴火は現在、白亜紀末の大量絶滅/衝突イベントの前に始まったことが知られており、シベリアの流れはまだペルム紀末のダイオフ(4)とほぼ相関しているだけである。

洪水玄武岩のエピソードは、気候および生物学的変化の主な原因である可能性があります。

小絶滅と古気候イベントは、55-Mya北大西洋玄武岩(古新世-始新世の熱最大値またはPETM)と183-Mya Karoo玄武岩(ジュラ紀初期の温暖化と絶滅イベント)と相関している。 因果関係を決定するためには、Whitesideらの研究と同様の層序学的研究が厳密に制約されています。 (5)溶岩流を海洋および非海洋セクションにおける絶滅およびその他の環境摂動の記録にリンクする。

絶滅の原因

絶滅の原因となるメカニズムは何ですか? マグマの二酸化炭素排出による温暖化と同様に、上層大気中の火山エアロゾルによる気候の冷却が示唆されている。 しかし、CAMP二酸化炭素のマグマ放出はおそらく気候に大きな影響を与えるには小さすぎ、エアロゾルからの長期的な冷却は非常に不確実である(8)。 ニューアーク、ハートフォード、セントオードリー湾の初期の負のδ13c同位体エクスカーションは、CAMPの発症と一致する13C枯渇メタンの大規模な入力を示唆し、初期の炭素同位体エクスカーションの持続時間はわずか20-40kyと推定されている。 二酸化炭素のスーパー温室効果は、古植物学的研究(10)と海洋の石灰質生物の危機の証拠(11)によって支持されている。

温室効果ガスの最も可能性の高い源は、流れに伴う火成岩侵入と周囲の堆積物との間の反応からの急速な放出である可能性があります。 例えば、Svensen e t a l. (12)は、PETMとそれに関連する負の炭素同位体遠足は、同時に玄武岩シル複合体の有機豊富な堆積物への侵入から13C枯渇メタンの爆発的な放出に起因す このアイデアのさらなる支持は、北大西洋の侵入(と接触して堆積物の融解によって生成された異常な火成岩の存在から来ている13)。 最近では、シベリアとカルー玄武岩の噴火による温室効果ガスの放出についても同様のモデルが提案されており、侵入には侵入した堆積物からの熱発生ガスの爆発的な放出を示す高度に破砕された岩のパイプが伴う(14、15)。

大惨事

絶滅と気候変動の究極の原因が何であれ、Whiteside et al. (5)ETEとキャンプ玄武岩の間の説得力のあるリンクを提供します。 大規模な影響や洪水玄武岩のエピソードなどの壊滅的なイベントが気候と生物学的変化の主な原因である可能性があるという認識は、地質学の海の変化を表しています。 ジェイムズ・ハットン(1726年—1797年)は、地質学的時間のほとんど想像を絶する長さであるディープタイムを発見したと言われており、チャールズ・ライエル(1797年—1875年)は、ディープタイムを、長い時代にわたって働いている直接観測可能なゆっくりと安定した地質学的過程が大きな地質学的および生物学的変化を説明するかもしれないという考えに対応するものと解釈した。 対照的に、現実世界における様々な種類の自然事象は、周波数Fと大きさMとの間の逆べき乗則関係に従う傾向があり、F=1/MD、ここでDは正である(例えば、refs. 16, 17). したがって、小規模なイベント(例えば、地震、火山噴火、衝撃)は、潜在的に壊滅的な大規模なイベントよりもはるかに頻繁に発生する傾向があります。 理由は様々ですが、一般的には、イベントの大きさと頻度の間に確率的な関係が存在します。

したがって、深い時間の概念は、最大の大きさのイベントが非常にまれに起こるべきであるという事実を考慮に入れなければならない。 深い時間の重要性は、我々が非常に大きな出来事を非常にまれにしか期待していないにもかかわらず、長い地質学的時間スケールは、大規模な衝撃や洪水玄武岩火山活動などの潜在的な大災害が時々起こることを事実上保証し、これらの非常に活発な出来事の結果は地質学的および生物学的記録の重要な側面でなければならないということである。

脚注

  • 1E-mail:mrr1{at}nyu.edu.
  • 著者の貢献:M.R.R.が論文を書きました。

  • 著者は利益相反を宣言していません。6721ページのコンパニオンの記事を参照してください。

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