オルドビス紀末大量絶滅とは：原因・経過・生物相への影響を解説
オルドビス紀末の大量絶滅を原因・経過・生物相への影響から図解で詳解。気候変動、海洋循環、地質変動が導いた絶滅メカニズムをわかりやすく解説
オルドビス紀末期の絶滅現象は、古生代の第三紀の絶滅現象の中で3番目に大きなものである。オルドビス紀はカンブリア紀に続いて、シルリア紀が続いた時代であり、陸上にはバクテリアとおそらく一部の単細胞藻類を除いて生物は存在しなかったため、生物相はほとんどが海洋生物で占められていた。
時期と経過（概観）
この大量絶滅は、オルドビス紀の最終段階であるヒルナンティアン段階の開始時と終了時の2段階（2パルス）に分かれて起きたと考えられている。全体としてはおよそ4億45万年前〜4億43万年前（約445–443 Ma）にあたるとされる。
前兆と第一段階
前兆としては、長期的な温暖期の存在と深海での無酸素化の進行が指摘される。具体的には、温暖な気候下での海洋循環の停滞により、深海の酸素が消耗していき、ブラックシェールの沈積が深海に見られた一方、炭酸塩は酸素を含んだ大陸棚に堆積したという地質記録が残る。これらの地層は当時の海洋酸素分布や海水化学の変化を反映している。
第一段階では気候が急激に寒冷化し、大規模な氷期が到来して海面が低下した。この冷却と海水の入れ替わりにより、プランクトンの大部分が減少し、海の縮小は生息地を奪った。広範囲に及ぶ氷床堆積や氷河痕跡は、氷河期の明確な証拠として挙げられる。
第二段階（再温暖化と無酸素化の拡大）
その後、気候は再び温暖化へ移行し、氷河が融解して海面は上昇した。海洋循環の変化に伴い、かつて深海にとどまっていた無酸素水が大陸棚にまで到達して広範囲に酸素欠乏状態をもたらし、二度目の大量死を引き起こした。
基本的なメカニズム
簡潔に言えば、気候が「極めて温暖」→「極めて寒冷」→「再び温暖」という大きな変動を経験したこと、そしてそれに伴う海洋循環の転換が主因であると考えられている。底生生物（海底、底生）や遠洋性動物相はこの急激な環境変化に対応できなかった。
地質化学的・古生物学的証拠
- ブラックシェール（広域の有機物に富む堆積物）の堆積は海洋の無酸素化を示唆する。
- δ13Cなどの炭素同位体の大規模な変動（カーボンシフト）は炭素循環の攪乱を反映する。
- ゴンドワナ大陸（南半球に広がった古大陸）に分布する氷河堆積物の証拠は大規模な気候冷却（氷期）を示す。
- 海退・海進に伴う堆積環境の変化は生息地喪失を裏付ける。
影響を受けた生物群
オルドビス紀末の絶滅では、100以上の無脊椎動物科が消失し、その半数近くの属が絶滅したとされる。代表的な被害群には、三葉虫科やコノドン科、グラプトライト科など多くの無脊椎動物が含まれる。プランクトンや底生の群集構造の大規模な変化が、生態系全体の再編へとつながった。
原因の候補と複合要因説
原因については単一要因では説明しきれず、複数要因の複合が有力視されている。主な候補は次の通りである。
- 大規模な地殻変動と侵食：例えば、アパラチア山脈の隆起と大規模な侵食が同時期にあったことが示唆される。隆起は大気中に多くのCO2を放出した可能性があり、侵食は逆に大気中のCO2を長期的に引き下げる効果を持ち得る（地球化学的な負フィードバック）。また、原文の記述にあるように、侵食と気候の相互作用が海洋の栄養塩供給や炭素循環に影響を与えた可能性がある。CO2を
- 火山活動や大規模溶岩流（LIP）の可能性：大量の温室効果ガスや硫黄化合物の放出が短期的・中期的な気候撹乱を招き得る。
- 海洋循環の崩壊と無酸素化：海水の垂直循環の変化により、深海の無酸素水が大陸棚に拡大し、生物に致命的な低酸素・無酸素条件をつくった。
- 海水準変動：氷期に伴う大規模な海面低下は浅海生物の生息地を喪失させ、海面上昇時の環境激変も別の打撃となった。
回復とその意義
絶滅後の生態系回復はシルリア紀を通じて進み、新たな群が放散（ラディエーション）していった。オルドビス紀末の危機は海洋生態系の階層構造や群集組成を大きく書き換え、後の生物進化に対して重要な出発点となった。
まとめ
オルドビス紀末の大量絶滅は、急激な気候変動（寒冷化とその後の再温暖化）、海洋循環の変化、海洋の無酸素化、海水準変動、そして地殻変動や火山活動など複数の要因が重なって起きたと考えられる。化石記録と地球化学的証拠を合わせることで、その複雑な経緯が徐々に明らかになってきているが、詳細な駆動メカニズムや各要因の寄与割合については現在も研究が続いている。
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質問と回答
Q:オルドビス紀末の絶滅現象とは何ですか?
A:オルドビス紀終末の絶滅現象は、新生代で3番目に大きな絶滅現象です。カンブリア紀に続き、シルル紀のオルドビス紀に起こった。
Q: どのような生物が影響を受けたのですか?
A:この絶滅イベントで影響を受けた生物相は、ほとんど海産で、陸上にはバクテリアとおそらくいくつかの単細胞藻類を除いて、生物はいなかった。腕足類、蘚苔類、三葉虫、コノドント、礫岩など、100以上の無脊椎動物が絶滅した。
Q:この絶滅はどのように起こったのですか?
A:この絶滅は2つのステップで起こりました。まず、非常に暖かい気候から非常に寒い気候への変化により、海水のターンオーバーが起こり、無酸素状態の海水が上昇してほとんどのプランクトンが死にました。次に、温暖化した海が再び確立し、氷河が溶けて無酸素状態が大陸棚に達し、再び動物相が死にました。
Q:これらの気候変動の原因は何ですか?
A:アパラチア山脈の隆起と侵食によって、大気中に大量の二酸化炭素が放出されたためと考えられている。
Q:どれくらいの属がこの絶滅の影響を受けたのですか?
A:全属の約半数が影響を受けました。
Q:陸上生物は影響を受けなかったのですか?
A:当時、陸上にはバクテリアと単細胞の藻類を除いて生物はいなかったので、陸上生物は影響を受けませんでした。
Q: この時代に、広範囲にわたって氷河が形成された証拠はあるのでしょうか?A: はい、気温が著しく低下する寒冷期には、広範囲にわたって氷河が形成されたという明らかな証拠があります。
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