上空の 16 マイル以上にはオゾンの層があります。これは、2 つではなく 3 つの原子の分子からなるオレンジ色の気体です。 このオゾン層は、太陽の紫外線の集中砲火からすべての生命を守る重要な盾です。 では、オゾン層で何かがひどくうまくいかない場合はどうなるでしょうか?
結果は壊滅的なものになる可能性があります。 そして、それを裏付ける先史時代の証拠があります。
それは、地球史上最悪の大量絶滅が起きた 2 億 5200 万年前、終末論的な火山噴火のカスケードによって世界が有毒になった可能性があるペルム紀の終わりに由来します。 そしてそれは、紫外線 B (UV-B) 放射として知られる高エネルギー型の紫外線にさらされた形跡を持つ、化石化した花粉粒の形で現れます。 で今日発行された論文で ジャーナル 科学の進歩、 地質学者と植物学者の国際的なグループは、変形した標本を使用して、致命的な出来事の可能性のあるコースをつなぎ合わせました。
「私は、UV-B 放射の上昇がおそらく地球上の生物の絶滅に関与したと思います」と述べています。 リュウ・フェン、中国の南京地質古生物学研究所の地質学者であり、論文の著者の1人です。 科学者たちは、オゾン層の低下と紫外線の急増がこの大惨事に一役買っているのではないかと長い間疑っていましたが、現在、それを示すデータがあります。
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ペルム紀の終わりの荒廃の主な容疑者の 1 つは、シベリアの罠です。 これらの火成岩は、中央シベリアを覆っています（当時、 超大陸パンゲアの最北端の塊）そして、火山の本当に巨大な複合体から噴出しました。 専門家は、100 万年以上にわたり、シベリアの罠が二酸化炭素などの温室効果ガスを地球の大気中に放出していたと考えています。
絶え間ない火山活動をきっかけに、古代の海は酸性化して脱酸素化され、有毒になり、 80パーセント 生息する海洋生物の絶滅への危機。 命はもちろん回復するだろうが、必要だった 何百万年も 絶滅前の豊かさを取り戻すために。
これで先史時代の水中での大虐殺の多くが説明できるが、陸上ではどうだろうか? どのような種類の陸生生物が死にましたか?その理由は? そこの化石記録はあまり明確ではありません。
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研究者たちは以前、いくつかの巨大な破壊の手がかりを掘り起こしていました。 たとえば、その古代世界のいくつかの部分は、かつてシダ類の森で覆われていました。 これらのバイオームの両方 化石記録から消える ペルム紀の終わりごろ、地上の住人が世界中で苦しんだことを示唆しています。
それでも、化石の記録は誤解を招く可能性があり、絶滅はより地域的なものであると主張する専門家もいます。 「これは、さまざまな場所から多くの情報を集めて、不完全ではありますが、まとまりのある全体像を構築しようとするケースです」と彼は言います。 フィリップ・ジャーディン、ドイツのミュンスタリン大学の古植物学者であり、新しい論文の著者です。 これまでのところ、その写真は陸上での死の正確な原因を教えてくれません.
しかし、これらの科学者は欠けている部分を見つけたかもしれません。 2014 年、Liu 氏は現在のチベット南部にある岩石からサンプルを収集しました。 彼と彼の同僚が岩石を詳しく調べたところ、結合した変形した花粉の古代の粒子が見つかりました。
損傷の原因を理解するために、チームは花粉を分析し、炭素、酸素、窒素を含む特定の化合物を探しました。 植物は、可視光よりも波長が短く、したがってエネルギーが高い UV-B 放射から身を守るために、これらの化学物質を作成したと考えられます。 その結果、UV-B 光線は、UV-A よりも生細胞に多くのダメージを与える可能性があります。
ジャーディンのような科学者は、数十万年前に地球の表面に到達した UV-B レベルを研究するために同じ技術を使用していました。 しかし、2 億 5200 万年前のこれらの化合物を探したのはこれが初めてでした。 そして、ジャーディンとリューのグループはそれらを見つけました。
「重要なことは、植物がこれによって影響を受けたという明確な証拠があることだと思います」とジャーディンは言います. 「私たちが観察したUV-B吸収化合物の増加は、植物がこの状況に生化学的に反応していたことを示しています。」
ペルム紀の終わりに、火山活動が塩素や臭素などのハロゲン原子を含むハロカーボンとして知られるガスを放出したと推測されます。 化学物質がオゾン層を侵食し、より多くの UV-B が地面に到達するようになった可能性があります。 その結果、植物の成長と繁殖が妨げられ、有毒な二酸化炭素を空気から排出する植物が少なくなる可能性があります。
「オゾン層の破壊または紫外線放射の上昇がこれらの大量絶滅の唯一の原因であると示唆するのは先制的ですが、地球規模の生態系がすでにかなりのストレスにさらされているときに紫外線放射が増加する可能性が高いことは確かにもっともらしいようです。地球上の生命への悪影響を悪化させます」と述べています。 ウェズリー・フレイザー、英国のオックスフォード・ブルックス大学の地質学者であり、研究著者のもう一人。
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UV-B が実際にその期間に地球をより住みにくくしたとしたら、荒廃は地球規模で起こった可能性があります。 もちろん、科学者はその確固たる証拠を見つける必要があります。 「これらのデータは 1 つの地域からのみ得られたものであるため、これらの調査結果を検証するには、同じ時間間隔からさらに多くのデータを見つける必要があります」と、Jardine 氏は言います。
ペルム紀末の大量絶滅は最悪と考えられていますが、それ以上の絶滅がありました。 科学者たちは、デボン紀 (約 3 億 6000 万年前) と三畳紀 (約 2 億 100 万年前) の終わりに同様の死亡イベントを特定しました。 また、フレーザー氏によると、科学者たちはこれらの絶滅にも紫外線による汚染の痕跡を発見しています。
「さまざまな大量絶滅イベントにまたがる紫外線を含む共通のスレッドがある可能性があります」とフレイザーは言います。 紫外線が主な死因ではなかったとしても、地球上の生命の多くを助けた共犯者だったのかもしれません。
ペルム紀は古代の歴史ですが、今日でも UV-B 放射の問題と格闘しています。 かつて使用されていた冷蔵庫やエアコンからクロロフルオロカーボン (CFC) として知られる化合物が大気中に浸出することによって引き起こされた、南極大陸のオゾンホールに世界が警戒していたのはつい最近のことです。 多くの人々は、オゾンホールが拡大し、地球の大部分が燃える紫外線にさらされることを懸念していました.
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1987 年に政府が集まってモントリオール議定書を作成し、CFC を禁止した後、オゾン ホールは回復し始めました。 しかし、ダメージは与えられました。 植物に影響を与え続けている 今日。
それを念頭に置いて、UV-B曝露が過去に植物にどのように影響したかを知ることは、近い将来に何が起こるかについて科学者に知らせることができます. 逆もまた然り、と Fraser 氏は説明します。 「UV-B 放射に関する深い研究と現代の研究は密接に関連していると思います。」