論文紹介：三畳紀/ジュラ紀境界（約2億年前）の火成活動に連動した大気CO2濃度変動（Schaller et al., 2011Science)

Atmospheric _Pco₂ Perturbations Associated with the Central Atlantic Magmatic Province

Morgan. Schaler et al., 2011, Science 4, 236–239
　三畳紀/ジュラ紀（Ｔ/Ｊ）境界は，顕生代最大規模の絶滅事変の一つで，その原因として大規模火山活動の影響が指摘されています。その証拠として絶滅と同時期の洪水玄武岩（Central Atlantic Magmatic Province；通称CAMP）があり，この火山活動に伴って放出されたCO₂が温暖化を引き起こして絶滅が起きたというシナリオでした。しかし，火山活動の前後における大気CO₂濃度変動の証拠はありませんでした。

この論文では，Newark超層群のＴ/Ｊ境界前後の古土壌の炭素同位体比変動から，当時の大気CO₂濃度を推定しました。土壌中のCO₂濃度は有機物の分解により大気CO₂濃度より高くなっているため，大気と土壌のCO₂濃度差が高いと拡散速度が速くなります。この拡散に応じて同位体分別が引き起こされるため，土壌CO₂濃度などを仮定することで大気CO₂濃度を推定できます。研究対象のNewark超層群には火山活動の証拠である洪水玄武岩が60万年間に3層も堆積しているため，それぞれの火山活動と二酸化炭素濃度変動を直接比較できます。

その結果，3層の洪水玄武岩各々の直上で大気CO₂濃度が約2000ppmから4000ppmまで上昇し，その後徐々に減少していく傾向を発見しました。最下層の洪水玄武岩が恐竜の足跡化石や植物化石などからＴ/Ｊ境界直前に対応することが知られています（Olsen et al., 2002Science, Whiteside et al., 2010PNAS）。すなわち，彼らの結果は最初の火山活動に伴う大気CO₂増加によって大量絶滅がおこり，その後の温暖化によって“新鮮“な洪水玄武岩が風化され，大気CO₂濃度が減少したと解釈されます。噴火直後の“新鮮“な洪水玄武岩は風化されやすく，ケイ酸塩風化の過程で大気CO₂濃度を減少させたと考えられます．この大気CO₂濃度の減少は，Dessert et al. (2010)による地球化学シュミレーションの結果とも調和的でした。これらの結果から，著者らは大規模火山活動とその後の大気CO₂濃度の増加-減少，そして大量絶滅との前後関係を，初めての地質学的証拠から実証しました．

余談ですが，この論文の著者のMorgan Schallerは今年博士を取ったばかりのイケメンで、私がコロンビア大学留学中の調査などでお世話になりました。これからの大気CO₂濃度変動と気候変動に関する研究の発展に期待されます。

（池田昌之）