ペルム紀について

地質時代には、いろいろな時代がありますが、今回はペルム紀について調べてみました。

ペルム紀(Permian period)は、二畳紀とも言い、地質時代の年代区分の一つです。
【期間】
古生代を六つに区分した最後の地質時代で、古生代石炭紀と中生代三畳紀との間の約2億9890万年前から約2億5217万年前までの期間と言われていますが諸説あります。
【名前の由来】
ペルム紀の名称は、石炭紀の夾炭(きょうたん)層の上に、化石を多産するかつての呼称二畳紀の海成層が模式的に発達する、ウラル山脈の西側にペルムPerm(またはペルミPerm')というロシアの地名があります。
これにちなんでイギリスの地質学者マーチソンが1841年に命名したそうです。
国際的にはペルム紀が紀の正統名として使用されていますが、日本や中国では慣用的に二畳紀を使用する場合もあります。
二畳紀の名称は、ドイツのダイアスDyas(二つの層という意味)の訳語に由来しているそうです。
ドイツをはじめとして西ヨーロッパでは、同時代の地層は、新赤色砂岩層を含む下部層と、石灰岩、白雲岩、岩塩、石膏(せっこう)層を主体とした上部層より成り立っており、二畳紀の名はこれより生じたそうです。
【生物】
ペルム紀には、巨大な両生類や爬虫類が生息していました。
その中には、恐竜や鳥類、現生爬虫類の祖先となる双弓類もいました。
脊椎(せきつい)動物では、単弓(たんきゅう)類の哺乳(ほにゅう)類型爬虫(はちゅう)類が発展を遂げています。
このグループの盤竜類は乾燥した一連の環境に進出し、大型化し、なかには植物食に進化したグループもいました。
盤竜類の子孫である獣弓類は本紀後期に放散し、分布範囲をより寒冷な高緯度まで拡大したそうです。
爬虫類では、この紀に放散が生じ中生代での発展へと引き継がれています。
昆虫では完全変態の種族が進化したのも、この頃でした。
ペルム紀の浅い海の堆積物からは、豊富な軟体動物、棘皮動物、腕足動物の化石が産出しています。
また、三葉虫なども繁栄していました。
ただし、海域では、大規模な氷河の発達による海水準の低下によって、大陸棚の浅海部が失われ、三葉虫、四放サンゴ類、腕足類など古生代を代表する海生無脊椎動物は、急速に衰退し、当紀末までには、当紀に低緯度のテチス海域で栄え、重要な示準化石(標準化石)となった紡錘虫類や一部のアンモナイト、ほかの多くの無脊椎動物とともに絶滅していったそうです。
【植物】
植物では、石炭紀に栄えた鱗木(りんぼく)や封印木などのシダ植物は姿を消し、かわりに乾燥に耐えられる針葉樹、イチョウ、ソテツなど裸子植物も増え始めていました。
裸子植物は、シダ植物から進化した樹木で、これらの植物のために、古生代の石炭紀からペルム紀の地層には、石炭が埋蔵されています。
【岩石】
ペルム紀の地層は世界各地に広く分布しています。
南半球のゴンドワナ大陸では、厚い陸成層の発達が知られています。
テチス海域では、厚い石灰岩の堆積が行われています。
日本には海成のペルム系がよく発達しています。
二畳紀の名前のとおり、新赤色砂岩層を含む下部層と、石灰岩、白雲岩、岩塩、石膏(せっこう)層を主体とした上部層より成り立っています。
名前の由来となった、ロシアのウラル山脈西部のペルム地方によく発達しているのは、石灰岩,砂岩,泥灰岩,礫岩などよりなる地層群です。
愛媛県の構造帯のなかで、黒瀬川構造帯があります。
黒瀬川構造帯を構成している岩石は、黒瀬川古陸の岩類、古生代の付加体、堆積層の三つに分けられます。
このうち、三滝火成岩類や寺野変成岩類は、古生代のオルドビス紀からデボン紀になけて大陸をつくっていた岩石で、岡成層群などのシルル紀からデボン紀の地層です。
ただし、堆積層は、黒瀬川古陸の岩石や古生代の付加体を不整合におおうペルム紀から中生代ジュラ紀の地層と言われています。
【気候】
石炭紀末に超大陸パンゲアが形成された結果、シベリア大陸とヨーロッパ大陸の間にあったウラルの海域、南半球のゴンドワナ大陸と北半球のヨーロッパ・北アメリカ大陸の間の海域が陸化し、超大陸の内部に広い砂漠が発達するようになり、また、ゴンドワナ大陸では極を中心に大規模な大陸氷河が発達しました。
その結果、大陸では乾燥化と寒冷化が進行しています。
ペルム紀の初期には、ゴンドワナ大陸が南極地域にあり、大規模な氷床が発達していたため、気候は寒冷でした。
しかしゴンドワナ大陸が北上して南極地域を脱したことから、氷床は融解しはじめ、気温は上昇し、ペルム紀の末期には激しい気温上昇が起こり、地球の平均気温は23℃にも達しました。
これは、6億年前から現在まででもっとも高い気温だそうです。
そして、ペルム紀の終わり(P-T境界)に、地球史上最大規模とも言われる大量絶滅が起こっています。
このとき絶滅した種の割合は、海洋生物のうちの96%で、全ての生物種の90%から95%に達すると言われています。
ペルム紀末絶滅の特徴として、他の大絶滅に比べて、その後の生命の回復にきわめて長い時間がかかっていることで、回復に要した時間は、1000万年とされています。
絶滅の原因として考えられているのは、大規模な火山活動です。
スーパープルームにより地球史上もっとも激しい火山活動が起き(この火山活動が現在のシベリア・トラップを形成したとされ、噴出した溶岩の量は、富士山が過去一万年間で噴出した溶岩の量の10万倍であったとされています)、それによる気候変動がメタンハイドレートを融解させて更なる気候変動が起こるなどの大規模な環境変化が発生し、大量絶滅に繋がったとする説があります。
このように、火山灰による低温化、火山ガス中の二酸化炭素の増加、メタンハイドレードの溶解などが原因ではないかとされています。
火山からCO2が噴出した場合、CO2量はその後徐々に減少するはずですが、ぺルム紀末には、CO2の増加が長期に続いており、回復に1000万年もかかったことが説明できないという批判があります。
もうひとつの説は、巨大隕石の地球への衝突です。
実際に、この時期にイリジウムの濃集が確認されており、さらに大規模火災があった痕跡も見つかっています。
しかし、隕石説も、ペルム紀末のあまりにも大規模な絶滅と、その後の回復に要した時間の長さをうまく説明できないそうです。
ペルム紀末の特徴として大きいのは、大気中のCO2の増加です。
さらに、大気中でも海水中でも、13C/12Cの値が急速に小さくなっていることが報告されています。
これは、蓄積されていた有機物中の12Cが、大量に空中に放出したことを示しています(植物は光合成の際に、12Cを多く吸収する)。
また、海水中の酸素濃度が低下して、2000万年もの長期にわたって海水が酸素欠乏状態にあったことが判明しています。


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