大量絶滅にはどれくらい時間がかかりますか？

約2億5200万年前、シベリアの地殻の亀裂により、大量の溶岩が流出し、この地域を覆いました。最大6, 000, 000立方キロメートルの溶融物質（深さ1マイルで米国本土をカバーするのに十分な量）が地球上に染み出し、この噴火をもたらした湧昇マグマが調理されました地表のすぐ下にある岩。調理用岩石は二酸化炭素（CO ₂ ）をマグマに放出しました。溶融岩が表面に達すると、CO ₂が地球の大気中に泡立ちました。これが気候の大きな変化を引き起こし、海洋はおそらく酸性化した。

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または少なくともそれは、多くの科学者が何年も前に気候を変化させたと考えるものです。他にも仮説がたくさんありますが、科学者は1つのことに同意します：気候変動の結果として、地球の歴史で最も破壊的な大量絶滅事件で生命の約90％が死にました。

マサチューセッツ工科大学（MIT）のチームは、大量絶滅がどのように機能するかを理解しようとする世界中のいくつかの研究室の1つであり、二畳紀の終わりと地質史における三畳紀の始まり。シベリアの古代の火山噴火がこの絶滅の原因であるという仮説を立てた-それは最も可能性の高い犯人である-MITチームは、全米科学アカデミーの議事録で 、絶滅がはるかに早く起こったことを示唆する研究を発表した以前考えていたより。

この大量絶滅がどのように展開し、何がそれを引き起こしたのかを理解するには、科学者は正確なタイムラインが必要です。ペルム紀の終わりから成層岩内の三畳紀の始まりまでの化石の証拠を比較すると、時間の経過とともに多くの種が失われたことが科学者に伝えられます：三葉虫、サソリのような海洋捕食動物、ユーリプテス、軟体動物種、イカのようなアンモナイト、サンゴはほんの一例です。堆積岩セクションの20センチまたは25センチ以内に、「化石記録の外観に完全な変化があります。すべての人の幸せから誰の家にも行きません」と、MITの大学院生であり、紙。

しかし、実際の絶滅中に何が起こったのかを詳細に調べることは困難です。絶滅イベントの化石を含む岩石の正確な年代を特定することは困難です。石灰岩で作られたこれらの岩には、地質学者が年齢を正確に判断するために分析できる鉱物が含まれていません。

しかし、中国の梅山にある化石層により、科学者はこれを回避できます。約2億5200万年前、中国南部には多様な海洋生態系と近くの火山がありました。火山灰層は、特定の化石の形成と近くの非石灰岩岩石の年代決定に基づいて、二畳紀の終わりから知られている石灰岩の化石岩の大きな塊の間に点在しています。これらの灰床は、動物がいつ死んだかをより正確に知るための鍵を握っています。

著者の方法は次のようなものでした。彼らは最初に、絶滅イベントを示す石灰岩の層を探しました。それから、彼らは絶滅イベントを挟む灰層を特定しました。

灰の中では、MITの研究者マグマで結晶化し、ウランと鉛を含むジルコンと呼ばれる鉱物にゼロ。 MITチームを含む科学者は長い間、これらのジルコンに基づいたアッシュベッドの古さを把握しようとしましたが、以前の研究には高い精度がありませんでした。しかし、MITのグループは、研究室でこれらの鉱物同位体を収集および分析する方法を改善しました。ウランおよびジルコン中の鉛の放射性年代測定は、絶滅事象が6万年、または48, 000年に及ぶことを示しています。

そのため、地球の45億年の存在と比較して、絶滅の出来事は地質学的な時間のほんの一瞬でした。

中国の梅山では、火山灰層のより暗い層が石灰岩の層を挟んでおり、石灰岩の層には大量の絶滅の証拠が含まれています。（写真：セス・バージェス）

「彼らは2億5200万年前のイベントで60, 000年プラスまたはマイナス48, 000年に達するという事実は非常に注目に値します」とスミスソニアン国立自然史博物館の古生物学者で、 PNASで解説を書きました。研究。

より高い解像度へのタイミングを知ることにより、科学者はショットの前後だけでなく、イベント中に起こったことに集中することができます。したがって、ペルム紀の終わりに生物を殺したものの仮説は、彼らが最新の絶滅タイムラインに適合する場所に応じて、より高い海洋温度、大気温度の上昇、またはCO _2の急上昇に焦点を合わせるかどうかに関係なく洗練する必要があります。

たとえば、MITチームは、炭素循環の変化に関する以前の研究のデータをタイムラインに重ねました。科学者たちは、大気中の炭素の減少は大量絶滅の前に始まったと考えており、これは当時の海洋堆積物に見られる同位体の軽い炭素が示すように、海洋への同位体の軽い炭素の追加を表していると考えています。海洋への炭素の添加は、より高温でより酸性の海洋環境を促進した可能性があります。新しいタイムラインに基づいて、この炭素スパイクは、種が死に始めるわずか2万年前に発生しました。

しかし、どのように酸性化する海から大量の死に移行しますか？科学者は、ペルム紀の終わりに海洋生物を殺すための重要な方法の1つは、石灰化の危機と呼ばれるものだと考えています。海洋を酸性化すると、水中の炭酸塩の量が減り、生物にとってより難しくなります軟体動物種などの低代謝で、炭酸カルシウムから殻を作るしたがって、生き残るために。これは、順番に、食物連鎖上のリンクを壊し、他の生き物を死に脆弱にします。

また、より短い時間スケールは、生物がこれらの気候、大気中のCO ₂および海洋酸性度の変化に反応して適応する時間がますます少なくなることを意味します。適応する能力に失敗して、彼らは死んだ。

他の科学者がタイムラインを取り、それを気候と海洋の酸性度に関する他のデータと比較すると、彼らは絶滅の状況、生態系がどれほど早く崩壊したかについてのより良いアイデアを得るでしょう。そして、バージェスは、地質年代測定法が改善されるにつれて、絶滅の期間がさらに短くなる可能性があると考えています。「今から10年後には、より高い解像度でそれを見ることができるでしょう。絶滅はそれよりも急激かもしれません」とバージェスは言います。

他の大量絶滅イベントも、同様の方法を使用して短い時間枠に絞り込まれています。たとえば、白亜紀の終わりに恐竜を殺した小惑星の影響の地質学的証拠の近くに位置するモンタナとハイチの火山灰層の放射年代測定は、大量絶滅が約32、000年しかかからなかったことを示唆しています。三畳紀の終わりに火山噴火によって引き起こされた別の大量絶滅の同様の研究は、それが5、000年未満続いたことを示唆しています。

これらの絶滅イベントはすべて異なるものによって引き起こされたという事実にもかかわらず、生態系の崩壊は非常に急速に起こりました。「絶滅の原因が何であれ、それらのいくつかには非常に異なる原因があるように見えますが、転換点を超えると生物圏は非常に類似した方法で崩壊する可能性があります」とアーウィンは言います。

気候の変化と海洋の酸性化に関するこのような話はすべて、おそらくおなじみのように聞こえます。今日、人間は、気候変動、汚染、生息地の減少など、将来的に大きな影響を与える可能性のあるさまざまなことを環境に対して行っています。一部の科学者は、ペルム紀の終わり、特に海洋種の喪失を今世紀の教訓とさえ考えています。

そのため、大量絶滅イベントに至るまで、その中、そしてその後の状況を理解することは、将来の人間による生態系崩壊を避けるのに役立つかもしれません。アーウィンは次のように述べています。「大量絶滅が始まると、予後はかなり厳しいため、大量絶滅を開始したくありません。」