原生代後期の地球表層環境変動の解読

解读元古代晚期地球表面环境的变化

基本信息

批准号：
09J08322
负责人：
澤木佑介
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

原生代後期からカンブリア紀までにおける化石の研究から、生命は6億3千万年前から5億3千万年前(エディアカラ紀～カンブリア紀)に急激に進化・多様化した事が知られている。この生命の爆発的進化を起こした原因について同位体地球科学の立場から解明が試みられている。生命の急激な進化には、当時生命が存在していた海洋の組成の変化が密接に関連していた事が予測される。海洋の組成変動と生命の急激な進化の関連性と原因の解明は、科学において極めて重要なテーマであり、急務となっている。海洋の組成は河川水などによる大陸地殻物質の流入と、海嶺における熱水循環活動によるマントルからの流入のバランスによって支配されている。この2つのフラックスの流入比変動は、海洋で堆積した炭酸塩岩中の放射性起源ストロンチウム同位体比(Sr同位体比)を測定する事により定量的に推定する事が可能である。私は海洋の組成変動を炭酸塩岩のSr同位体比変動から読み取ろうと試みた。南中国の地層からはエディアカラ紀の化石が豊富に産出するため、この時代の研究に最適な地である。本研究では南中国三峡地域において掘削岩石試料を採取し、Sr同位体比を連続的に測定した。本研究により、エディアカラ紀～カンブリア紀について、先行研究よりも連続的かつ高時空分解能なSr同位体比変動を得る事ができた。その結果、原生代後期にはSr同位体比が2度急激に上昇し、さらにその中に2度の短期間の上昇がある事が初めて明らかになった。これらは氷河期、海退、大陸衝突などによって大陸削剥が増加した結果である重要な事は、これらの大陸地殻物質の流入増加(Sr同位体比の増加)が生命進化と同時に起こっている事を発見した点にある。化石の研究から、生命は従来考えられていたよりも時間をかけて段階的に進化してきた事が明らかになってきている。これらの段階的な進化に対応するように、海洋組成も段階的に進化してきた事が本研究の結果から初めて定量的に示された。リンやカルシウムといった生命にとっての栄養塩は大陸地殻が削剥される事により海洋にもたらされる。これが後期原生代の生命進化に重大な影響を与えた事が初めて定量的に示された。

从元古代晚期到寒武纪的化石研究可知，从6.3亿年前到5.3亿年前（埃迪卡拉纪到寒武纪），生命迅速进化和多样化。人们正在努力从同位素地球科学的角度阐明生命爆炸性进化的原因。据预测，生命的快速进化与当时生命存在的海洋成分的变化密切相关。阐明海洋成分变化与生命快速进化之间的关系和原因，是科学上极其重要的主题，也是一项紧迫的任务。海洋的成分受河水流入的大陆地壳物质与洋脊热液环流活动导致的地幔流入之间的平衡控制。通过测量海洋中沉积的碳酸盐岩石中的放射性锶同位素比（Sr同位素比），可以定量估计这两种通量的流入比率的变化。我试图从碳酸盐岩中锶同位素比率的变化来了解海洋成分的变化。中国南方的地质地层出产丰富的埃迪卡拉化石，是研究这一时期的理想场所。本研究在华南三峡地区采集了挖掘出的岩石样品，并连续测量了锶同位素比值。通过这项研究，我们获得了埃迪卡拉纪至寒武纪的Sr同位素比波动，该波动比以往的研究更连续且具有更高的时空分辨率。结果首次揭示了Sr同位素比值在晚元古代有两次快速增加，并且在此期间还出现过两次短期增加。这些是由于冰河时代、海洋退缩、大陆碰撞等导致大陆剥蚀增加的结果。重要的是，大陆地壳物质流入的增加（锶同位素比率的增加）是与生命的进化同时发生的。我发现了。化石研究表明，生命分阶段进化的时间比之前想象的要长。这项研究的结果首次定量地表明，海洋成分也响应这种逐步演化而逐步演化。当大陆地壳被刮掉时，生命所需的营养物质，如磷和钙，就会被带到海洋中。首次定量地表明这对晚元古代生命的演化产生了重大影响。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

南中国三峡地域の掘削試料から得られるエディアカラ紀～カンブリア紀の安定Ca同位体比層序

华南三峡地区出土样品埃迪卡拉纪至寒武纪稳定钙同位素地层

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
澤木佑介
通讯作者：
澤木佑介

87Sr/86Sr chemostratigraphy of Neoproterozoic Dalradian carbonates below the Port Askaig Glaciogenic Formation, Scotland

苏格兰阿斯凯格港冰川形成层下方新元古代达尔拉德碳酸盐岩的 87Sr/86Sr 化学地层学

DOI：
10.1016/j.precamres.2010.02.021
发表时间：
2010-05-01
期刊：
Precambrian Research
影响因子：
3.8
作者：
Y. Sawaki;T. Kawai;T. Shibuya;Miyuki Tahata;S. Omori;T. Komiya;N. Yoshida;T. Hirata;T. Ohno;B. Windley;S. Maruyama
通讯作者：
S. Maruyama

The Ediacaran radiogenic Sr isotope excursion in the Doushantuo Formation in the Three Gorges area, South China

华南三峡地区陡山沱组埃迪卡拉纪放射性Sr同位素偏移