酢のような酸性雨は地球の最悪の絶滅の間に落ちたかもしれない| 科学| スミソニアン - 記事、歴史、科学、私たちの惑星

およそ四十億年前、黙示録が地球を襲った。 Great Dyingとして知られ、6500万年前の非鳥類の恐竜を含め、科学で知られている他のどの大量絶滅よりも多くの命を奪いました。地球上のすべての種の90パーセント以上が、海洋の甲claに覆われた三葉虫から陸上の巨大な爬虫類まで一掃されました。奇妙な生き物のホストは消滅し、現代の動植物の祖先に取って代わりました。

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大変動を引き起こしたものは長い間議論の対象でした-理論は小惑星の影響からメタンを吐き出す微生物にまで及びます。最も人気のあるシナリオは、現在のシベリアの火山から始まります。火山は、気候変動を含む一連の問題を引き起こす適切な時期に噴火しました。現在、研究者チームは、これらの大規模な噴火によって生じた極めて苛性の酸性雨が人命の損失に関与している可能性があるという物理的証拠を発見しました。

インペリアルカレッジロンドンの地質学者Mark Sephtonは、2月にジャーナルGeologyでその発見を発表する予定です。

セフトンと彼の同僚は、約2億5千万年前の二畳紀の終わりに起こった絶滅にさかのぼる、岩層の古代土壌の痕跡を調べました。この時点で、世界の陸地はすべて超大陸のパンゲアに融合しました。現在の北イタリアで発掘された岩には、特に興味深い物質が含まれていました。バニリンは、バニラに風味と香りを与える同じ分子です。

マーク・セフトンと研究の共著者であるシンディ・ルーイは、イタリアのバタロック渓谷の二畳紀-三畳紀境界を調査します。（Mark Sephton提供）

バニリンは植物によって自然に生産され、木材に含まれています。しかし、バクテリアがそれを分解する酵素を放出する地面で、単独で長く生き残るべきではありません。何億年も保存された相当な量を見つけることはさらに驚くべきことでした。

「それは確かに珍しいことです」と、研究に関与していなかったワーウィック大学の生物化学者であるティム・バグは言います。「バニリンが蓄積するのを見ると、おそらく細菌分解活性の欠如を示唆しているでしょう。」

バクテリアの無気力を説明するために、研究者たちはインスピレーションを求めて酪農産業に頼りました。牛乳生産者はしばしば、少量のバニラを加えることによって飲料に風味をつけます。実験により、酸性化牛乳は添加剤を保護し、風味を長引かせることが示されています。これは、低pHがバニリンを標的とする酵素を不活性化するためです。

野生での土壌バクテリアの活動は同様に酸に敏感である可能性があります。これはまた、イタリアの岩石がバニリンムンチングバクテリアによって生成される傾向があるバニリン酸と呼ばれる化学物質を比較的少量含む理由を説明します。「酸性雨が微生物の機能を停止させたという考えに私たちのデータは合致します」と、オランダのユトレヒト大学の古生態学者でセフトンのチームのメンバーであるヘンク・フィッシャーは言います。

主に化石燃料燃焼発電所によって20世紀に生成された酸性雨の研究は、それが生態系を混乱させる可能性があることを示しています。有毒な沈殿物は、土壌から栄養分を取り除き、植物を損傷します。植生の喪失は、侵食の広がり、食物連鎖の上位にいるクリーチャーの生命を困難にする食糧不足につながる可能性があります。

光学顕微鏡写真の画像は、酸性雨によるトウヒの葉の組織損傷を示しています。（科学写真ライブラリ/コービス）

この発見は、現在カリフォルニア大学バークレー校の地質学者であるベンジャミン・ブラックにとって歓迎すべきニュースです。 MITで彼は、シベリアの噴火によって生じた酸性雨の量と深刻度を推定するコンピューターシミュレーションの作成を支援しました。「その予測をしていたときの私の希望は、それをテストする方法を見つけることでした」とブラックは言います。

2013年に発表されたこのモデルは、噴火によって噴出された二酸化炭素が雨のpHをトマトジュースの酸性度である約4に下げた可能性があることを示唆しています。別の一般的な火山性放出物である二酸化硫黄を加えると、酸性度が100倍悪化した可能性があります。北半球は、希釈していないレモンジュースと同じくらい酸性の雨で洗われた可能性があります。

「現時点でバニリンが正確に現れるのは偶然ではありません」と、オレゴン大学の研究に関与しなかった古植物学者のグレッグ・レタラックは言います。しかし、彼は、古代の土壌を研究するためのこの新しくて馴染みのないアプローチは注意深く精査しなければならないことを警告します。 Retallackは、シベリアの火山からの二酸化硫黄の放出が、このような世界的な影響を与えたかもしれないかどうかも疑問視しています。汚染物質は通常、空から雨が降る重いエアロゾル粒子を形成し、移動できる距離を制限します。

セフトンのチームによって提案された激しい酸性雨は、代わりに調査した場所の近くの小さな噴火の仕事であったかもしれない、とレタラックは示唆している。別の可能性は、特定の条件で、微生物が硫酸を生成し、環境をすべて自分で酸性化できることです。いずれの場合も、土壌のpHの急落はその地域に限定されていたでしょう。

世界的な酸性雨の流行を強化するには、さらに遠くを見る必要があるかもしれません。 Great Dyingにまでさかのぼる古代の土壌の痕跡は、イタリアだけでなく、中国やグリーンランドなどの場所でも見つかっています。将来の研究では、これらの岩にもバニラのヒントが含まれているかどうかをテストできます。