これは、スミソニアンの新しい化石のホール-ディープタイム展で特集された専門家によって書かれた5部構成シリーズの4番目で、現在国立自然史博物館で展示されています。 完全なシリーズは、ディープタイムスペシャルレポートをご覧ください。
「化石は出生証明書に埋もれていません」と、著名な科学編集者ヘンリー・ジーは2000年の論文In Search of Deep Timeで書きました。 確かに、化石は多くの手がかりで埋められており、その歴史を再構築することができます。 一連の絶対年代測定法により、年齢と生命の起源、大量絶滅のタイミング、人間の進化の記録など、地球の歴史のタイムスケールを確立することが可能になりました。
2013年、エチオピアのアファール地域で、私たちの研究チームは、 Homoという属に属する珍しい化石の顎骨を発見しました。 この人間の祖先が地球に住んでいた時期の謎を解くために、私たちは答えを求めて近くの火山灰層に目を向けました。 地質学者の拡大鏡を使用して、シュガークッキーに1回振りかけるよりも小さく、化石の年齢を判断する鍵を握る小さな鉱物を探すために、灰を注意深くスキャンできます。
エチオピアのこの地域で働くことは非常に冒険です。 華氏90度の涼しさ、ほこりは与えられ、水は与えられない地域であり、通常の毎日の通勤にはダチョウのレースや砂漠を抜ける道を作るラクダのブレーキが含まれます。 しかし、この不毛で敵対的な風景は、ツールを使用して変化する環境に適応する初期の人間がいつ 、 どのように直立し始めたかを研究するための世界で最も重要な場所の1つです。
アファール地域には、化石顎骨の年代測定に使用できる薄い白い火山灰を含む堆積岩があります。 （ペンシルベニア州立大学エリンディマジオ） 早い段階で、化石の年代をより正確に知る前に、地質学者と古生物学者は相対的な年代測定法に依存していました。 彼らは堆積岩の位置を見て秩序を決定しました。 ランドリーバスケットを想像してください。先週末に着た汚れた服が一番下に座りますが、今日は山の上に置かれます。 堆積岩の概念は同じです。 古い岩は下に、若い岩は上にあります。 研究者は、相対的な年齢を確立するために、岩石記録全体で化石がどのように現れ、増殖し、消失するかを研究する生層序も使用しました。 私たちは、現在も、数値の、または絶対的な年齢を割り当てる前に、化石をデートするための最初のアプローチとして、これらの相対的なデート方法を使用しています。
実際の化石とデートできますか？ 時々。
地質年代学者と呼ばれる科学者は、岩石と化石の年代測定の専門家であり、放射性炭素年代測定を使用して、約50, 000歳未満の化石を年代測定することができます。 この方法は、洞窟のロックアートや化石化したうんちなど、あらゆる種類の興味深い素材の日付を提供するために使用されています。 残念ながら、顎骨などの化石や、スミソニアン国立自然史博物館で開催された新しい「化石館-深夜」展示会に登場する恐竜は、放射性炭素年代測定には古すぎます。 これらの場合、岩自体に頼らなければなりません。 岩石の年代を調べ、推論により、化石の年代を知ることができます。
私たちの属に属する珍しい化石の顎骨であるエチオピアのアファーでは、2013年に研究チームによってホモが発見されました。この人間の祖先が地球に住んでいた謎を解決するために、火山灰層に答えを求めました。 （アリゾナ州立大学ウィリアムH.キンベル） 最初の大きな課題は、実験室で分析するために収集する適切な種類の岩石を見つけることです。 幸運なことに、アファール地域の堆積岩層には火山灰層があります。 実際、化石の顎骨が発見された場所のすぐ下で、チームは新しい火山灰層を発見しました。 現地語で「 ぐるまは」という言葉はミルクセーキを意味します。これは、90度の午後の暑さに対する私たちの考え方を反映しています。 ある意味では、火山灰層は埋没ストップウォッチと考えることができます。 火山が噴火すると、タイマーが開始し、絶対年代測定法を使用して経過時間を知らせます。
火山岩には、通常、自然に放射性のミネラルが含まれています。これは、砂糖クッキーのふりかけです。 既知の速度で発生する同位体の放射性崩壊に基づく技術を使用して、これらの鉱物を年代測定できます。 同位体の測定には通常、レーザーと質量分析計、さらには原子炉も含まれます。 減衰率と同位体測定値を使用して年齢を計算します。これにより、ストップウォッチの経過時間がわかります。
自然に放射性の鉱物長石を年代測定することで、ぐるまは凝灰岩を282万年前まで年代測定することに成功しました。 顎骨はグルマハ凝灰岩の上から侵食されたため、より若くなければなりません。 顎骨は280〜275万歳であると計算しました。これは、同種の最も古い既知の化石です。
自然に放射性の鉱物長石（上記、顕微鏡で見た）を年代測定することにより、グルマハ凝灰岩を282万歳まで年代測定することに成功しました（ペンシルベニア州立大学エリンディマジオ）。 地質年代学者は自由に使えるツールを豊富に持っていますが、それでも、一部の岩石や化石は今まで困難でした。 既存のデート方法の革新は、これらの障壁を排除しています。 たとえば、電子スピン共鳴と呼ばれる方法の改訂により、科学者は標本に目に見える損傷を与えることなく化石を直接年代測定できるため、人類の歯のような希少な化石を年代測定できます。 遠方では、科学者たちは、火山灰の存在に頼るのではなく、化石が侵食された実際の層の年代を調べようとしています。 これにより、化石を含む岩石の年代がより正確にわかり、そのような層を欠く探査のための新しいフィールドサイトが開かれます。
化石は数百年から数十億年までの地質学的時間に及び、多くの岩石の種類と設定で発見されています。 適切なデート方法を選択することは、意味のある正確な年齢を得るための重要なステップです。
科学者たちは、洞窟の堆積物が最後に光にさらされた時間を計算できるツールである光学刺激発光を含むいくつかの異なるジオクロノメーターを使用して、南アフリカの洞窟で見つかった化石の年代を236、000年から335、000年としています。 別の一般的な方法であるウラン鉛年代測定は、ウランの放射性崩壊に依存しており、地球上で最も古い既知の化石を含む岩石の年代測定に使用できます。 コンテキストで言えば、地球の年齢は45億4, 000万年ですが、私たちの種は約30万年しか存在していません。
地球の年齢と生命の起源はほとんど計り知れませんが、スミソニアンの新しいディープタイムホールは、現代の影響に照らして地球の歴史の巨大さを把握できるように設計されています。 18世紀の地質学者ジェームズハットンは、地質学的プロセスには長い時間スケールが必要であることを認識していました。 地質年代学の目的は、岩石や化石の年代を特定することです。これは、取得した日付を織り交ぜて、地球の深い時間の驚くべき物語を伝えることです。
