原生代(プロテロゾイク)とは:25億〜5.41億年前の地質時代と主要出来事

原生代(25億〜5.41億年前)の地質史と主要出来事をわかりやすく解説:大酸素化、スノーボール地球、超大陸形成、真核生物とエディアカラ生物の出現を網羅

著者: Leandro Alegsa

原生代の時代は、汎生代に先立つ期間で、約25億年〜5.41億年前(約2.5Ga〜541Ma)に当たります。これは、地球上で複雑な多細胞生命が本格的に繁栄する以前の重要な地質時代です。名称の「原生代」は「先行する(原始的な)生命」を意味します。原生代は旧先カンブリア紀の最も新しい部分に相当します。

時代区分(概略)

  • 古新星代:原文表記のままです(一般に古原生代(Paleoproterozoic)と呼ばれ、約25億〜16億年前に相当します)。
  • 中新世:原文表記のままです(一般に中原生代(Mesoproterozoic)と呼ばれ、約16億〜10億年前に相当します)。
  • 新生代:原文表記のままです(一般に新原生代(Neoproterozoic)と呼ばれ、約10億〜5.41億年前に相当します)。

注:上の各項目は元の本文にある表記をそのまま残しています。現行の地質区分では、それぞれ「古原生代(Paleoproterozoic)」「中原生代(Mesoproterozoic)」「新原生代(Neoproterozoic)」と呼ばれます。

原生代の主な出来事

  • 新生代後期の低温期の雪だるま式地球を含むいくつかの氷河。 — 新原生代後期には大規模な氷期(いわゆる「スノーボールアース」)が複数回発生し、地球表面が広範囲で凍結した可能性が示唆されています。これらは気候・海洋化学・生物の進化に大きな影響を与えました。
  • 急激な地殻変動が大陸に集まる。超大陸Laurentia (古生代)とRodinia (新生代)が形成されています。 — この時期には大陸地殻の成長・衝突・付加(大陸降着)や、超大陸の形成と分裂が繰り返されました。Rodinia(ロディニア)は新原生代の超大陸の代表例です。
  • 初期のプレートテクトニクス — プレート運動や造山活動が活発化し、現在に近い大陸分布と地殻構造が形成されていきました。クラトン(安定した陸核)の安定化も進行しました。
  • 大気の酸素化大酸素化イベント — 古原生代(約24〜20億年前)には大気・海洋中の酸素濃度が大きく上昇する「大酸素化イベント(Great Oxidation Event)」が起き、有機物の酸化・鉄鉱床の形成・生態系の変化をもたらしました。
  • きれいな(変成によって変化しない)炭酸塩の堆積物が初めて発生する。 — 原生代には、変成作用をあまり受けていない砂岩や炭酸塩堆積物が多く保存されるようになり、古環境や海洋化学の復元が可能となります。
  • 21億年前の真核生物初の化石 p57 — 原生代には真核生物(核をもつ細胞)の化石記録が現れ、約21億年前(約2.1Ga)あたりから微化石や有機膜の痕跡が見いだされます。これは細胞構造と代謝の多様化を示します。
  • 豊富な軟体多細胞生物の進化を特徴とするエディアカラン期(635~542mya)。 — 新原生代末(エディアカラ紀)には、多細胞で軟体の生物群(エディアカラ生物群)が出現し、さらに直後のカンブリア紀に向けた動物相の準備段階となりました(エディアカラ紀の年代は約635〜541Ma)。

地質学的・地球化学的意義

原生代の堆積岩・火成岩・変成岩の研究は、大陸の成長(大陸クラトンの形成や大陸降着)、超大陸の結合と分裂、そして造山運動の活発化を示しています。また、大気と海洋の酸化、海水の化学組成の変化、そして生物の細胞レベルや多細胞化への進化が複合的に進行した時代でもあります。これらは後の古生代における生物多様化(カンブリア爆発など)への土台を築きました。

これらの岩石と化石の記録は、巨大で急速な大陸降着(原生代に特徴的な過程)、超大陸のサイクル、山の形成(造山帯の発達)が同時に進行していたことを示しています。原生代は地球表面環境と生命の長期的な変化が連動して進んだ重要な時代です。

南米ボリビアの下部原生代ストロマトライト(岩石の縦断面研磨版Zoom
南米ボリビアの下部原生代ストロマトライト(岩石の縦断面研磨版

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質問と回答

Q:原生代イーオンとは何ですか?


A:原生代は、地球上に初めて複雑な生命が誕生する前の時代です。2億5,000万年前から5億4,100万年前までで、かつての先カンブリア時代にあたります。

Q: 原生代を構成する3つの地質時代とは何ですか?


A: 原生代を構成する3つの地質時代とは、古生代(2500~1600万年前)、中生代(1600~1000年前)、新生代(1000~542年前)です。

Q: この時代にはどんな出来事があったのですか?


A:この時代には、新新生代末の氷河期のスノーボールアースなど、いくつかの氷河が発生した。また、地殻が急速に分裂して大陸になり、超大陸ローレンシアとロディニアの形成、初期のプレートテクトニクス、大酸素現象による大気の酸素化、初めてきれいな砂や炭酸塩の堆積、21億年前の最初の真核生物の化石がありました。さらに、豊富な軟体多細胞生物の進化を特徴とするエディアカラン期、大規模な大陸降着、超大陸サイクル、山の形成がありました。

Q: 原生代はいつ頃起きたのですか?


A:原生代は2億5千万年前から5億4千1百万年前までです。

Q:「原生代」とはどういう意味ですか?


A:「原生代」という名前は、ギリシャ語で「以前の生命」という意味に由来します。

Q: この時代、大気中の酸素濃度はどのくらいで上昇したのでしょうか?


A: この時代には、大気中の酸素濃度が上昇する「大酸素化現象」がありましたが、どのくらいの期間で上昇したかはわかっていません。


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