赤道パンタラッサ海における脱酸素化は三畳紀末大量絶滅に先行した

古代の海が呼吸できなくなったとき

恐竜が消えるずっと前に、海洋では別の危機が進行していた。本研究は、広大な古代の海の一部が三畳紀末の大規模絶滅より前にどのように酸素を失っていったかを調べる。アラスカ産の岩石に刻まれた微細な化学的手がかりを解読することで、海洋生物は最終的な大量絶滅の何百万年も前から徐々に高まるストレス下にあった可能性が示された。

巨大な海と隠れた危険地帯

約2億年前、地球のほとんどの海はパンタラッサと呼ばれる一つの巨大な海を形成していた。現在のアラスカにあたる地域では、深海堆積物が陸地から遠く離れて静かに堆積していた。これらの堆積層は上方の海水の化学を記録し、古環境のレコーダーのように働いた。研究チームはグロットクリークと呼ばれる地点の岩石を調べた。この地点は三畳紀後期からジュラ紀早期にかけての堆積物を保存しており、海洋無脊椎動物属の約60％が消失した三畳紀末大量絶滅をはさんでいる。

鉄と窒素から読み解く海の過去

当時の海水がどれほど酸素を含んでいたかを知るため、研究者たちは岩石中の二種類の化学的“指紋”を測定した。一つは、海底付近の酸素が豊富か乏しいかで蓄積パターンが異なる鉄の異なる形態に基づく指標である。もう一つは、堆積物に保存された微量の古代有機物中の重い窒素と軽い窒素の比率を調べるものだ。その窒素記録は、窒素が食物網を通じてどのように移動したか、そして水柱内の低酸素域でどれだけ破壊されたかを反映する。

窒息する海へのゆっくりとした進行

鉄のデータは、この地点の深層水が全区間を通じて概ね酸素不足であったことを示している。特に絶滅期の前後には硫化物を伴う有毒な条件がより一般的になっていった。窒素の記録はその問題が上層へと広がっていった様子を明らかにする。記録の初期には、表層水は主要栄養塩である硝酸塩が豊富で、水柱の換気も良好だった。後期になると窒素値が変化し、低酸素環境で盛んになるプロセスにより硝酸塩が失われていったことを示す。このことは、質の悪い中深部の“酸素最小帯”が大規模に成長し、海底から上方へ広がり始めたのが大量絶滅のおよそ800万年前であることを示唆する。

ストレスから枯渇、そして短期的回復

時間がたつにつれ、拡大する低酸素層は局所的な硝酸塩供給を蝕んでいったように見える。化学的証拠は、表層のプランクトンが再循環された窒素や新たに固定された窒素に依存するようになったことを示し、これは栄養塩が乏しくストレスのかかった状態の典型的な指標だ。同時に深層水は概して無酸素のままで、ときにより硫化物が豊富になることがあり、これは海底動物にとって特に厳しい条件である。これらの変化は、生物多様性の低下や同時期の地球規模の炭素循環の攪乱を示す独立した証拠と一致し、海洋生態系が最終的な絶滅の波以前にすでに劣化していたことを示唆する。絶滅後の記録は、酸素と利用可能な硝酸塩が一時的に増加する短期的な変化を示し、低酸素状態が再び戻る前の短い回復期をほのめかしている。

なぜこの古代の物語が今日重要なのか

簡単に言えば、本研究は地球最大の古代の海の一部が有名な大量絶滅の何百万年も前から酸素を失い始め、海洋生物に長期的なストレスを与えていたことを示している。単一の突然の破局というより、三畳紀末の事象は悪化の長期的な期間の頂点にあったと考えられる。そこには拡大する低酸素域や繰り返される化学的激変が含まれる。ゆっくりと変わる海洋が急速な大量死の舞台をいかに用意したかを理解することは、現代の海が温暖化し酸素を失いつつある状況に対する警鐘となり、今日の緩やかな変化がより深刻な生態学的危機へ転じる可能性を研究者が予測するのに役立つ。

引用: McCabe, K.E., Marroquín, S.M., Caruthers, A.H. et al. Deoxygenation in the equatorial Panthalassan Ocean predated the end-Triassic mass extinction. Commun Earth Environ 7, 460 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03362-w

キーワード: 海洋の脱酸素化, 三畳紀末絶滅, 酸素最小帯, 古海洋学, 海洋生物多様性