1. ぜつめつは どれくらいの じかんで おきたの?
1. 地球最大の絶滅が起きた期間は、どれほど短かったのか
1. 地球最大の絶滅の期間「6万年」は、どこまで信頼できる数字か
いまから 2おく5200万年ぐらい まえ、ペルムきの おわりに、ちきゅうで いちばん 大きいと いわれる ぜつめつが ありました。うみの 生きものが、たくさん いなく なったのです。
いなく なるまでに かかった じかんは、6万年ほどと 見つもられて います[1]。ただし、数は 4万8千年ほど ずれるかも しれません[1]。
6万年は 長い ようですが、ちきゅうの むかしから 見ると、とても みじかい じかんです。2おく5200万年を 1年に ちぢめると、6万年は 2じかんぐらいに なります。
その みじかい あいだに、生きものは どれくらい きえたのでしょう。
ペルム紀の終わりに起きた絶滅の時期と長さを、2014年に Burgess らの研究が見積もりました。それによると、絶滅は約2億5194万年前から約2億5188万年前の間に起き、その長さは約6万年です[1]。東京大学の発表でも、わずか6万年ほどの期間内に起きたとされています[2]。
ただし、この6万年には大きな誤差があります。研究の数字は「6万年±4万8千年」で、約1万2千年から約10万8千年までの幅を含みます[1]。「ちょうど6万年」と覚えるより、「数万年から10万年ほど」と受けとめるほうが、資料の書き方に近いでしょう。
それでも短さは際立ちます。絶滅から今までの約2億5200万年を1年に縮めると、6万年は約2時間分です(2億5200万÷6万=4200、365日÷4200=約2.1時間として計算しました)。では、その短い間に、どれだけの生きものが消えたのでしょうか。
約2億5200万年前、ペルム紀の終わりに、地球史上最大とされる大量絶滅が起きた。注目したいのは、規模よりも速さである。2014年の Burgess らの研究は、絶滅が約2億5194万年前から約2億5188万年前の間に起きたとし、その間隔を約6万年と見積もった[1]。東京大学の発表も、絶滅は「わずか6万年ほどの期間内」に起きたと紹介している[2]。
ただし、この6万年には大きな誤差がつく。研究の数値は6万年に対して±4万8千年で、約1万2千年から約10万8千年までの幅を含む[1]。「ちょうど6万年」ではなく、「数万年から10万年ほど」と受けとめるのが資料の書き方に近い。
それでも短さは際立つ。絶滅から今日までの約2億5200万年を1年に縮めると、6万年は約2時間分にあたる(2億5200万÷6万=4200、365日÷4200=約2.1時間、として計算した)。では、この短い間に、どれだけの種が消えたのか。ところが、割合を調べると、資料によって数字がちがう。
2. きえた 生きものは 100の うち いくつ? 96と 81の ちがい
2. 消えた種は100のうちいくつか:「96%」と「81%」のちがい
2. 海の種の「96%」は、なぜ「81%」に見直されたのか
うみの 生きものの しゅるいの うち、むかしは 96パーセントが きえたと いわれて いました[3]。のちに、2016ねんの けんきゅうで かぞえなおすと、81パーセントぐらいと 見つもられました[3]。
大学の はっぴょうでは、90パーセント いじょうの しゅるいが きえたと 書かれて います[2]。
100しゅるいで 考えると、のこった のは 4しゅるいか 19しゅるいかの ちがいです。でも、どちらかが まちがいと いう ことでは ありません。なにを かぞえたかが ちがうのです。
どの 数でも、きえた しゅるいが とても 多い ことは かわりません。では、こんなに 大きな へんかを おこしたのは、なんでしょう。
海の生きものの種のうち、どれくらいが消えたのでしょうか。長い間、「約96%」という数字がよく使われてきました。ところが2016年、Stanley という研究者が数え直し、ペルム紀末の危機で消えた海の種は約81%だと見積もりました[3]。国際地質科学連合(IUGS)の地質遺産のページも、中国の煤山の地層について「81%超(以前は約96%)」と書いています[4]。東京大学の発表は「90%以上の種が絶滅した」としています[2]。
引き算だけで見ると、生きのこった種は100種のうち4種から19種へ、約4.8倍に増えたように見えます(19÷4=4.75)。けれども、「96%がまちがいで81%が正しい」という話ではありません。数え方を見直したための差です[3]。
どの割合でも、種の大多数が消えたことは変わりません。数字は「何を数えた値か」とセットで読むものだと分かります。それでは、これほど大きな変化を起こしたのは何だったのでしょうか。
海の種のうち、どれだけが消えたのか。長いあいだ「約96%」が広く使われた。ところが2016年、Stanley は数え直し、ペルム紀末の危機で消えた海の種は約81%と見積もった[3]。国際地質科学連合(IUGS)の地質遺産ページも、中国・煤山の地層について「81%超(以前は約96%)が約6万1千年(±4万8千年)未満の間に絶滅した」と記す[4]。一方、東京大学の発表は「90%以上の種が絶滅」と書く[2]。
単純な引き算で見ると、生きのこる種は100種のうち4種から19種へ、約4.8倍に増えて見える(19÷4=4.75)。しかし、これは96%が誤りで81%が正しいという意味ではない。81%は数え方を見直した値であり、96%の単なる言いかえではないからだ[3]。
どの割合を採っても、大多数の種が消えたことは動かない。数字は「何を数えた値か」とセットで読む必要がある。では、これほどの規模の絶滅を起こした原因は何か。有力な候補は、遠い北の大地で起きた火山活動である。
3. 火山が おこしたの? シベリアの 大きな ふんか
3. 犯人はシベリアの火山か:長く続いた噴火と、短い絶滅
3. 長く続いた火山活動と、短い絶滅は、どうつながるのか
いちばん ゆうりょくな 考えは、いまの シベリアの あたりで おきた、とても 大きな 火山の かつどうです[2]。そのころ、たいりくは ひとつに つながって いて、パンゲアと よばれました[2]。
火山の かつどうは 長く つづきましたが、ぜつめつが おきたのは、そのなかの みじかい あいだだったと いわれます[1]。
火山から にさんかたんそが たくさん 出て、あつくなり、うみの 水も かわった、という 見つもりも あります[5]。これは 計算で 出した 見つもりで、きまった 数では ありません。
あつく なると、うみの 生きものは なにに こまるのでしょう。
有力な原因として考えられているのは、超大陸パンゲアの北東、いまのシベリアで起きた大規模な火山活動です[2]。ここで不思議なのは、時間の差です。Burgess らは、絶滅が火山活動全体の続いた期間の推定よりずっと短い間に、急に起きたと報告しました[1]。長く続いた火山活動のなかの、ごく一部の時期に絶滅が重なったことになります。また、絶滅の直前には、炭素の循環に大きな乱れがあったとされています[1]。
火山はどうやって海の生きものに響いたのでしょうか。2021年の Cui らの研究は、火山から出た二酸化炭素に注目しました。モデルによる見積もりでは、約3万6千ギガトン(炭素の重さでの数字)が毎年約5ギガトンの速さで放出され、地下でマグマが岩の層にもぐりこむ時期(貫入期)と重なります。その結果、温暖化・海の酸性化・絶滅が起きたと考えられました[5]。ただし、これは測った値ではなく、計算で出した見積もりです。
二酸化炭素が増えて暑くなる。そこまでは想像できます。では、暑さは海の生きものにとって、何がそんなに困るのでしょうか。
有力な原因は、超大陸パンゲアの北東、現在のシベリアで起きた大規模な火山活動と考えられている[2]。ここで不思議なのは時間の差だ。Burgess らは、絶滅が火山活動全体の継続期間の推定よりずっと短い間に急に起きたと報告した[1]。長く続いた火山活動のうち、ごく一部の時期に絶滅が重なった形になる。さらに絶滅の直前には、炭素循環の大きな乱れがあったとされる[1]。
火山は、どのように海の生きものへ響いたのか。2021年の Cui らの研究は、火山起源の二酸化炭素に注目した。モデルによる見積もりでは、約3万6千ギガトン(炭素換算)が毎年約5ギガトンの速さで放出され、シベリアの火山活動のうち、マグマが地下の岩にもぐりこむ貫入期と時期が重なる。そのため、温暖化・海の酸性化・絶滅が引き起こされたと見積もられた[5]。ただしこれは測定値ではなくモデルの見積もりで、確定した数字ではない。
二酸化炭素が増えれば暑くなる。そこまでは想像がつく。では、暑さは海の生きものにとって、何がそんなに問題なのか。
4. あつい うみと さんそ ぶそく:ねったいの ほうが かるかったのは なぜ?
4. 暑い海と酸素不足:熱帯のほうが絶滅が軽かったのはなぜか
4. 温暖化と酸素不足は、なぜ「熱帯のほうが絶滅が軽い」ことまで説明できるのか
うみが あたたまると、水に とけた さんそが 少なく なり、生きものの 体の ふたんが 大きく なる、という 考えが あります[6]。この ふたんを 数に して 計算した 研究が ありました[6]。
計算では、ぜつめつの 大きさの 半分より 多くを 言いあてました[6]。
ふしぎな ことに、あつい ねったいの ほうが、ぜつめつは かるかった のです[6]。計算でも、かせきの ばしょでも 同じでした[6]。
ただし、ねったいでも ぜつめつは 大きな ものでした。それに、これだけで ぜんぶが きまる わけでは ありません[6]。
では、どんな 生きものが きえ、どんな 生きものが のこったのでしょう。
2018年、Penn らは、海の温暖化と酸素不足を組み合わせた考え方を発表しました[6]。海が温まると酸素が足りなくなり、生きものの体への負担が重くなります。研究は、その負担を「代謝指数」という指標で評価し、酸素を使って暮らせる場所がどれだけ減るかを計算しました。
この計算は、化石の記録とも合いました。絶滅の大きさの半分以上を説明でき、しかも「熱帯のほうが絶滅が軽い」という化石の分布とも一致したのです[6]。暑さが原因なら暑い場所ほど重いはず、と考えがちです。ところが計算では、酸素を使って暮らせる場所の減り方が熱帯では小さく、実際の化石でも同じでした。
注意点は二つあります。説明できるのは「半分以上」で、これだけで全部が決まるわけではありません。また、熱帯は相対的に軽かったという意味で、熱帯でも大きな絶滅でした[6]。
では、消えたのはどんな生きもので、のこったのはどんな生きものだったのでしょうか。
2018年、Penn らは、海の温暖化と酸素不足を組み合わせた説明を示した[6]。海が温まって酸素が減ると、生きものの体への負担が重くなる。研究はその負担を「代謝指数」で評価し、酸素を使って暮らせる場所がどれだけ失われるかを計算した。
この計算は、化石の記録とも合う。温暖化と酸素不足の負担は、絶滅の大きさの半分以上を説明でき、「熱帯のほうが絶滅が軽い」という化石の分布とも一致した[6]。暑さが原因なら暑い場所ほど重いはず、と考えたくなる。ところが、計算では酸素を使って暮らせる場所の減り方が熱帯では小さく、化石の分布の分析でもそうなっていた。
限界も二つある。説明できるのは「半分以上」で、この仮説だけで絶滅の全体を決められるわけではない。また熱帯が軽いのは相対的な話で、熱帯でも大きな絶滅だった[6]。では、具体的に何が消え、何が生きのびたのか。
この問いに、化石の名前をあげて答えている資料がある。
5. 三葉虫は きえて、しょくぶつを たべる どうぶつは のこった
5. 三葉虫やフズリナは姿を消し、植物を食べる動物は生きのびた
5. 三葉虫やフズリナが姿を消した絶滅で、植物食の動物リストロサウルスは生きのびた
うみの そこに いた 三葉虫や、フズリナと いう 小さな 生きものは、このとき きえた なかまだと 書かれて います[9]。
りくでは、しょくぶつを たべる どうぶつの リストロサウルスが、ぜつめつの あとで あちこちで 見つかり、数少ない 生きのこりと いわれます[10]。
きえた なかまと、のこった なかま。そのあと、ちきゅうは どう もどって いったのでしょうか。
6. ぜつめつは 6万年、うみと りくの かいふくは それぞれ 500万年ぐらい
6. 絶滅は約6万年、海と陸の回復はそれぞれ約500万年と見積もられた
6. 絶滅は約6万年、回復は海・陸それぞれ約500万年:二つの見積もり
ぜつめつの あと、いきものの せかいは、すぐには もどりませんでした。うみと りくは、べつべつの けんきゅうが 見つもって います。オマーンの うみの つちを しらべた 研究では、もどるまでに 500万年ぐらい かかったと されます[7]。
りくでは、アリゾナの かせきから、500万年ぐらいで もどったと 見つもる 研究も あります。むかしは 1500万年から 3000万年と 考えられて いました[8]。うみと りくは、場所も しらべた ものも ちがいます。
ぜつめつの 6万年と、かいふくの 500万年ぐらいを くらべます。500万年は、6万年の 80ばいぐらいです(500万÷6万=83)。ただ、6万年の ずれは 大きいので、数十ばい いじょうと おぼえましょう。1年に ちぢめると、500万年は 1しゅうかんぐらいです。
絶滅のあと、生きものの世界はすぐには元に戻りませんでした。海と陸は、別々の研究が回復の長さを見積もっています。オマーンの堆積物を、鉄がどんな形で含まれているかを調べる方法(鉄スペシエーション法)で調べた研究では、回復に約500万年という長い期間がかかり、鉄が多く酸素の少ない海のなかに、酸素の多い場所が点々と残る状態が続いたことが、回復の遅れに関わるとされました[7]。
陸については、別の研究があります。アリゾナの三畳紀の脊椎動物の化石から、陸の生物多様性の回復は約500万年で、これまでの推定の1500万〜3000万年より短いと見積もったものです[8]。ただし、これは学会での発表で、査読論文ではありません。「500万年」という数字が海と陸に並びますが、調べた場所も対象も違うので、同じ値だと決めつけることはできません。
絶滅の約6万年と、回復の約500万年を比べると、500万÷6万=約83倍です。ただし6万年の誤差が大きいため、数十倍から数百倍の幅で受けとめたほうがよいでしょう。1年に縮めた尺度なら、500万年は約1週間分です。
絶滅のあと、生きものの世界はすぐには回復しなかった。海と陸は、別々の研究が回復の長さを見積もっている。オマーンの堆積物を鉄スペシエーション法(鉄がどんな化学形で含まれているかを調べる方法)で解析した研究は、回復に約500万年という長い期間を要し、鉄が多く酸素の少ない海のなかに酸素の多い場所が点在する状態が続いたことが、回復の遅れに関わると報告した[7]。
陸については別の見積もりがある。アリゾナの三畳紀の脊椎動物の化石から、陸の生物多様性の回復は約500万年で、従来の推定15〜30百万年より短いとされた[8]。ただしこれは学会発表で、査読論文ではない。海と陸に「500万年」という数字が並ぶが、調べた場所も対象も異なる。回復期間は、1つの値に断定せず、見積もりごとに読むべきだ。
絶滅の期間は約6万年と見積もられた。海と陸の回復には、それぞれ約500万年という見積もりがある。5,000,000÷60,000=約83倍である。ただし6万年は誤差が大きく、12千年〜108千年の範囲なら倍率は約46倍〜約417倍に動く。したがって「数十倍から数百倍」と受けとめるのが妥当だ。1年に縮めた尺度では、500万年は約1週間分にあたる(365日×500万÷2億5200万=約7.2日)。
7. 6万年と 500万年を 自分で ちぢめて みよう
7. 6万年と500万年を、自分の手で縮めてみる
7. 数字を自分の手で縮める:計算・コップの水・原典への道すじ
でんたくが あれば、自分で ちぢめられます。2おく5200万年を 1年と します。1年は 365日で、1日は 24じかんです。365×24=8760じかん。これを 4200で わると、2じかんぐらい。これが、6万年の 長さです。
つめたい 水を コップに 入れて、へやに 1じかんぐらい おいて みましょう。コップの 内がわに、小さな あわが つく ことが あります。水に とけて いた 空気が、あたたまって 出て くる ためと いわれます。「あたたかい 水には、空気が とけにくい」と いう こと です。うみの さんそが へる 考えと つながりますが、ぜつめつの うみで おきた ことを、コップで たしかめる わけでは ありません。
かみに 「ペルムきの おわりの ぜつめつ」「500万年の かいふく」と 書いて、おきた じゅんに ならべて みましょう。
電卓があれば、自分で縮めてみることができます。2億5200万年を1年とします。365日×24時間=8760時間。これを4200で割ると、約2時間。これが6万年の長さです。500万年は、同じ尺度で約7日です。尺度を変えると、壊れる速さと戻る遅さのちがいが見えてきます。
冷たい水を透明なコップに入れて、部屋に1時間ほど置いてみましょう。内側に小さな泡がつくことがあります。水に溶けていた空気が、温まって出てくるためといわれます。「温かい水には空気がとけにくい」ということです。海の酸素不足の説明と同じ向きの話ですが、絶滅のときの海で起きたことをコップで確かめられるわけではありません。
家にある紙に、「ペルム紀の終わりの絶滅(約2億5200万年前)」「火山活動」「回復の見積もり(約500万年)」と書いて、起きた順に並べてみましょう。どの数字がどの研究の見積もりかは、情報源の欄で確かめられます。産総研の地質標本館のペルム紀のページ[9]に、日本語での紹介があります。
今日できる計算が一つある。2億5200万年を1年に縮める。365日×24時間=8760時間。8760÷4200=約2.1時間。これが6万年の尺度である。500万年は同じ尺度で約7.2日。誤差の幅(12千〜108千年)を入れれば、6万年は約25分〜約3.7時間にも動く。数字の「中心」より「幅」まで一緒に見ると、見え方が変わる。
身近な観察としては、冷たい水を透明なコップに入れ、部屋に1時間ほど置く。内側に小さな泡がつくことがあり、水に溶けていた気体が、温まって出てくるためといわれる。温かい水ほど気体が溶けにくいという向きは、海の酸素不足の説明と同じ向きだが、絶滅時の海で起きたことをコップで確かめたことにはならない。
数字の出どころは、この記事の出典欄にある。日本語で読むなら、産総研の地質標本館[9]、東京大学の発表[2]、回復の約500万年を紹介したNature Asia[7]が入口になる。「数え方」と「見積もりの幅」を探しながら読むと、どこが確かで、どこが仮説なのかが見えてくる。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
数字は、論文・大学の発表・公的機関のページ・科学記事から集めました。割合や期間は見積もりで、研究によって幅があります。
- Burgess, S. D. et al. (2014) "High-precision timeline for Earth's most severe extinction", PNAS. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3948271 (絶滅の時期・約6万年・火山活動との時間差)
- 東京大学大学院理学系研究科・理学部 プレスリリース (2023). https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2023/8411/ (約6万年・90%以上・シベリアの火山活動)
- ハワイ大学マノア校 ニュース (2017). https://www.hawaii.edu/news/2017/02/06/new-study-revises-estimate-of-the-greatest-mass-extinction/ (Stanley 2016 による見直し・約81%)
- IUGS Geoheritage "Meishan". https://iugs-geoheritage.org/ (81%超・以前は約96%)
- Cui, Y. et al. (2021) PNAS. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8449420 (火山起源の二酸化炭素放出のモデル見積もり)
- Penn, J. L. et al. (2018) "Temperature-dependent hypoxia explains biogeography and severity of end-Permian marine mass extinction", Science. プリンストン大学の研究ページ (暑さと酸素不足・熱帯の絶滅の軽さ)
- Nature Asia ハイライト. https://www.natureasia.com/ja-jp/research/highlight/10798 (オマーンの堆積物・回復約500万年)
- ScienceDaily (2011) ロードアイランド大学・米国地質学会での発表の紹介. https://www.sciencedaily.com/releases/2011/10/111010075528.htm (陸の回復約500万年の見積もり・学会発表)
- 産総研 地質標本館「ペルム紀」. https://www.gsj.jp/Muse/QR/122_detail/026_Permian.html (三葉虫・フズリナの絶滅)
- Live Science "Lystrosaurus" の化石研究の記事. https://www.livescience.com/lystrosaurus-triassic-drought-fossils (リストロサウルスが数少ない生きのこりとされること)
なおした ところ
更新履歴
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