ゴンドワナ北西縁の初期カンブリア紀での爆発的超噴火が『ストレンジラブ海』を引き起こした可能性

古代の海が突然沈黙したとき

5億2千万年以上前、生物がカンブリア爆発と呼ばれる大規模な進化の波を迎えつつあった時期に、地球の一部の海は不気味な静けさに包まれたように見えます。中国南部の岩石に残る化石と化学的手がかりは、海洋が短期間に生物や酸素に乏しい状態になったことを示しており、科学者たちはこれを「ストレンジラブ海」と呼びます。本論文はその危機の背後にある劇的な新たな容疑者—地球の向こう側で起きた一連の巨大火山爆発で、火山灰が熱帯の海に降り注ぎ、初期の生物の開花を停滞させた可能性—を探ります。

進化の大爆発と途中の一時停止

カンブリア爆発は、多くの主要な動物門が初めて出現した時期として知られています。中国南部の堆積物は、この進化的爆発の二つの主要な波を巧みに記録しています。最初の波は約5億3千9百万年前に始まり、小さく殻を持つ動物が出現しました。数百万年後の第二の波では、現代の動物群の祖先に相当する豊かな群集が現れます。しかしこれらの波の間、約5億2千万年前頃に、化石記録は小殻動物の数の急激な減少を示し、岩石に残る化学的指標は炭素循環の突然の攪乱と低酸素水域の拡大を記録しています。以前の研究者はこれを小惑星衝突に結びつけましたが、新しい測定では宇宙由来金属の決め手となる信号が確認されず、別の原因を探ることになりました。

古代火山灰に刻まれた手がかり

著者らは、中国南部の揚子（ヤンツー）地域と近接する保山（バオシャン）ブロックの初期カンブリア紀堆積物に挟まれた、K-ベントナイトと呼ばれる薄い粘土豊富な層に着目します。これらの層は海に降った火山灰として堆積し、後に粘土に変質したものです。層の分布を注意深く地図化し、鉱物や化学組成を調べ、内部の微小なジルコン結晶を年代測定した結果、広く離れた地域で見られる複数のK-ベントナイトがほぼ同時期、約5億2千万年前に形成されたことが明らかになりました。ジルコンの化学組成は、火山灰がシリカに富む爆発的マグマ、すなわち一枚のプレートが別のプレートの下に沈み込む沈み込み帯上の火山弧環境から来たことを示しています。

爆発の発生源を遠方の火山へたどる

これらの古代火山はどこにあったのか。中国南部そのものには適切な年代・タイプの岩石は保存されていません。大陸の配置に関する全球再構成と周辺地域からの年代・同位体データの大規模な総覧を用いて、著者らは発生源が化石大陸ゴンドワナの北西縁、現在のイラン域付近に沿う火山列であった可能性が最も高いと論じます。そこでは原テティス洋の沈み込みが強力な噴火を駆動したはずです。火山灰中のジルコン粒子の大きさと形は、火山灰雲が熱帯の海域（揚子、保山、タリムを含む地域）上に沈着するまでに大気中を1000キロメートル以上移動したことを示しており、これらが歴史上の最大級の噴火と同等あるいはそれ以上の規模を持つ真の超噴火であった証拠です。

超噴火が若い海を窒息させる仕組み

火山灰を遠方の超噴火に結びつけた上で、著者らはこれらの出来事が初期カンブリア紀の海をどのように変え得たかを検討します。第一に、こうした噴火は大量の二酸化炭素を放出し、地球全体の温暖化に寄与します。表層水が温められると鉛直混合が弱まり酸素を含む水が深層へ供給されにくくなります。第二に、陸上や海中に降った火山灰の風化は栄養塩、特にリンを放出し、微細藻類の大規模な爆発的繁茂を促進します。著者らの計算では、海に直接降った火山灰や陸上の灰・溶岩が何百年にもわたって生物生産力と有機物埋積を促進するのに十分な量のリンを供給した可能性が示唆されます。この余剰の有機物が分解される過程で中深層・深層の酸素が消費され、低酸素あるいは毒性の高い硫化水素に富む水域が拡大したはずです。同じ堆積間の硫黄同位体記録もこの図式と一致しており、火山ガス由来の硫酸塩に結び付く強い細菌活動を示しています。

火山、消えゆく生物相、そして遅延した生命の大開花

この一連の出来事は、カンブリア爆発を短期間阻害した「ストレンジラブ海」を整合的に説明します。火山灰層の時期は小殻動物の大量絶滅や中国南部の海域に見られる広範な無酸素化の地球化学的兆候と一致します。地球外の衝突ではなく、本研究は地球の反対側で起きた初期カンブリア紀の超噴火が温暖化、栄養過多、硫黄に富む排出を通じて熱帯の海を暗くし毒したと提案します。その結果、海洋生態系は一時的に抑制され、複雑な動物相の完全な開花は数百万年の重要な遅れを被った可能性があります。読者へのメッセージは、地球の深い過去において固体地球と生きた海は密接に結びついており、遠くで火山が轟けば生命は脆弱になり得る、ということです。

引用: Zhang, D., Zhou, M., Zhou, Z. et al. Early Cambrian explosive super-eruptions in the north-western margin of Gondwana may have triggered the ‘Strangelove ocean’. Commun Earth Environ 7, 209 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03243-2

キーワード: カンブリア爆発, ストレンジラブ海, 超噴火火山活動, 海洋無酸素状態, ゴンドワナの造構運動