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2020年01月18日00:48

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カンブリア紀中期(ドラム期)に、100万年あたり26回のペースで地磁気が逆転。これは、過去1000万年間と比べると5倍以上のペース>?<約1億年前の白亜紀には、4000万年ほど地磁気が>>

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<しかし、5億年前のカンブリア紀中期に大量絶滅は起きていない。むしろ、この時代にはさまざまな形の生命が繁栄していた。もしかすると、進化がこれらの生物に救いの手を差し伸べて、有害な太陽光線から身を隠せる動物を爆発的に生み出したのかもしれない。とはいえ現段階では、すべては推測にすぎない。>



「地磁気逆転」に異常な活動期、100万年で26回

地球のN極とS極が入れ替わる現象、5億年前に頻繁に起きていた


2019.10.04

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カナダ北部の上空に踊るオーロラ。太陽風が地球を包む磁場と相互作用するとき、すばらしい光のショーを見せる。鮮やかな光は、太陽の放射線から地球を保護する地磁気の重要性を改めて思い出させてくれる。(PHOTOGRAPH BY ESA/NASA)

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 大昔、地球のN極とS極が入れ替わる現象は、今よりずっと頻繁に起きていたらしい。シベリア北東部の岩場で調査を行ったフランス、パリ地球物理学研究所のイブ・ガレ氏らは、その証拠をつかんだ。

 彼らが9月20日付けで学術誌『Earth and Planetary Science Letters』に発表した論文によると、ちょうど5億年ほど前のカンブリア紀中期(ドラム期)に、100万年あたり26回のペースで地磁気が逆転していたという。これは、過去1000万年間と比べると5倍以上のペースだ。

 地球を包む地磁気は、常に太陽から降り注ぐ放射線から私たちを守っている。地球の46億年の歴史の中で、地磁気の向きは何度も逆転し、北磁極と南磁極が入れ替わってきた。(参考記事:「北磁極の動きが加速、原因不明、あまりに急激」)

 地磁気の逆転が、かつて考えられていたよりも頻繁に起こりうることを示唆する証拠は、数多く集まってきている。米フロリダ大学の古地磁気学者ジョゼフ・メールト氏は、今回の結果もそうした証拠の1つだと言う。なお氏は今回の研究には関わっていない。

 かつての地磁気を示す記録は、こうした研究により少しずつ穴が埋められていて、逆転のタイミングや原因の解明に役立つだけでなく、古代にあった激しい変動が初期の生命に及ぼした影響まで教えてくれる可能性がある。

この78万年ほどは逆転していない

 地磁気が生じるのは、地下2900kmほどの深さにある地球の外核で、液体の鉄とニッケルが流動するためだ。地磁気の向きは、小さな方位磁針がそのまま凍りつくように、堆積岩や火山岩ができる際、それらに含まれる鉄分の多い鉱物によって記録される。

 こうして岩石に刻まれた記録から、地磁気はこの78万年ほど逆転していないことがわかっている。一方、過去には約20万年ごとに逆転していた時期もあった。長い間逆転がなかった時期は大昔にもあり、例えば約1億年前の白亜紀には、4000万年ほど地磁気がほとんど動かなかった。

次ページ:どのくらい頻繁に起こりうるのか?
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー―以上転載ーー
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/100400573/


地磁気の逆転はどのくらい頻繁に起こりうるのだろう? ガレ氏らは答えを求めて、ヘリコプターとゴムボートを乗り継ぎ、最後は徒歩で危険な崖を訪れた。約5億年前のカンブリア紀中期のなかでも、まだほとんど調査が及んでいない時期に形成された地層だ。ここの岩石は、はるか昔に暖かく浅い海だった頃に、砂が磁性鉱物を閉じ込めながら堆積してできたものだ。

 ガレ氏らは2000年代初頭にこの地を初めて訪れ、ほぼ垂直に切り立った崖から119点のサンプルを採取し、分析した。その結果、カンブリア紀中期に、地磁気の逆転が100万年あたり少なくとも6〜8回起きた時期があったことがわかった。

「これほど頻繁な逆転は予想していませんでした」とガレ氏はメール取材に答えるた。当時は4、5回でも多いとされていたのだ。

 この結果が気になった彼らは、もっとサンプルを採取しなければと考えた。2016年の夏に現地を再び訪れて、今度は10〜20cmごとに岩を切り出し、550点の小さなサンプルを採取した。分析してみたところ、300万年の間に、地磁気は78回も逆転していたことが判明した。

「かなり大きい数字になるとは思っていましたが、ここまでとは思っていませんでした」とガレ氏は言う。しかも、22回も逆転が記録されていた岩があり、実際の頻度はさらに高かった可能性が示唆された。





科学者たちはシベリアのホルブスオンカ区の断崖から岩石サンプルを採取した。岩石中の鉄分を多く含む鉱物には、約300万年分の地磁気の歴史が記録されている。(PHOTOGRAPH BY YVES GALLET)

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生物への影響は?

 現段階では、今回の研究は、答えよりも多くの新たな疑問をもたらした。当時、地球磁場の活動がそこまで激しかった理由も、さらに興味深いことに、その活動が突然落ち着いた理由もよくわからない。

 1つの可能性は、古代の地磁気の逆転が、固体である地球内核の冷却および結晶化と結びついていることである。多くの研究から、それはおそらく6〜7億年前に始まったと考えられているため、内核形成の終盤が地磁気の頻繁な逆転を引き起こしたのかもしれない。しかし、まだ不確実な点は多い。

「核とそのふるまいについて知ることは非常に難しいのです」と英リバプール大学の地質学者アンニーク・ファン・デア・ブーン氏は言う。「私たちは地球の核を見ることも、そこに行くこともできないからです」。なお氏も今回の研究には参加していない。(参考記事:「地球中心部、地球の自転より微妙に速く回転、研究」)

 ほかに地磁気の逆転がこれほど頻繁に起きていたのは、エディアカラ紀にあたる5億5000万〜5億6000万年前の時期だけだ。メールト氏によると、非常に興味深いことに、ちょうどこの時期に大量絶滅が起きているという。コロコロと逆転していたこの時期の地磁気は、極端に弱かった。おそらくそのせいで、地球に登場したばかりの複雑な生命が、過酷な状況にさらされることになったのかもしれない。(参考記事:「5.7億年前、生物たちはなぜ複雑になったのか」)

次ページ:現在は次なる活動期に向かっている?


「『スター・トレック』的な言い方をすると、私たちのシールドに不具合が生じて、地球の表面が宇宙線やその他の放射線の爆撃を受けたのです」とメールト氏は言う。エディアカラ紀のぐにゃぐにゃした動物の多くは、有害な太陽の放射線から逃げられずに死んでいったのだろう。(参考記事:「謎の古代生物の正体は「動物」と判明、地球最古級」)

 しかし、5億年前のカンブリア紀中期に大量絶滅は起きていない。むしろ、この時代にはさまざまな形の生命が繁栄していた。もしかすると、進化がこれらの生物に救いの手を差し伸べて、有害な太陽光線から身を隠せる動物を爆発的に生み出したのかもしれない。とはいえ現段階では、すべては推測にすぎない。(参考記事:「過去の「大量絶滅」と現在の空恐ろしい類似点」)

次なる活動期に向かっている?

 とはいえ、地磁気の変化に周期性があるように見えるのは興味深い。1億5000万年ごとに、地磁気が逆転しなくなる期間が長く続くのだ。それ以外では、100万年に5回のペースで地磁気は逆転し、その間にはさらに異常に活発な活動期もある。

 この大まかな周期性から言うと、現在は次なる活動期に向かっているのかもしれないが、まだ不確かな点が多いとメールト氏は言う。それに、たとえ地磁気の逆転が近いとしても、磁極は何千年もかけて移動していくものなので、人間の尺度からすれば非常に遅い変化だ。

「映画のように、昨日は北を指していたコンパスが今日は南を指しているというようなことはありません」とメールト氏。

 これらのパターンを読み解くうえで大きな問題となるのは、まだ地磁気の状況がわからない年代があることだ。今回のカンブリア紀ぐらい古い岩石となると、通常は大陸どうしの衝突によって破壊され、変性してしまうため、記録の多くが不明瞭になってしまうとファン・デア・ブーン氏は説明する。氏は、地磁気の逆転が頻繁に起きていた可能性がある、さらに希少な約4億年前の岩石記録を調べている。

「彼らのデータがうらやましいです。本当に良いデータだと思います」と氏は言う。

 今回の研究者たちは困難な状況下でベストを尽くしたが、これが本当に地球規模で起きた出来事だったと証明するには、ほかの地域からの証拠による裏付けが必要だとドイツ、ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘンの地磁気学者フロリアン・ルイリエ氏は指摘する。また、堆積岩だけでなく火山岩の記録も見たいと話す。形成時に粉砕・圧縮され、変性することもある堆積岩では、地磁気の記録が影響を受けている可能性があるからだ。

 とはいえ今回の研究は、大昔の地球の活動の激しさを垣間見せ、取り組むべき新鮮なデータをたっぷり提供してくれた。リバプール大学の地球科学者コートニー・ジーン・スプレイン氏は、データをコンピューター・モデルと比較してみたいと言う。「いくつかのモデルを走らせて、その意味を考えたいと思います」





ギャラリー:奇跡の一瞬!心ふるえる地球の名作写真50点(写真クリックでギャラリーページへ)

オーロラに彩られたアイスランドの滝と氷。(PHOTOGRAPH BY BABAK TAFRESHI, NAT GEO IMAGE COLLECTION)

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文=Maya Wei-Haas/訳=三枝小夜子



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ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以上転載ーーー
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/100400573/?P=3
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