衝突と気候変動、及び、絶滅と文明盛衰
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その5)恐竜絶滅以後、氷河期までの、小惑星衝突の痕

                     古宇田亮一(地質調査所)


(承前)
 これまでに、人類文明と衝突の関係を見てきたが、現生人類文明の精々1万年程度という短い期間では、長い小惑星の軌道時間と比べて、ほとんど明らかなことが言いにくい。現生人類より前の時代、すなわち、百万年を短い単位とする時代設定では、小惑星との関係がほの見えてくる。ただし、まだ固まったものとは言えないので御注意いただきたい。今回は、恐竜が滅び去った後の、新生代の生物絶滅と衝突クレータの時間的関係を散策しよう。ここでは、寒冷化がキーになるらしい。

15. 第三紀・第四紀という時代と我々

 新生代とは、恐竜が滅んだ後、人類の繁栄する現代までをいう。第三紀と第四紀にわける。人類の時代=第四紀からみれば、大きなエポックは11,000年前まで続いた氷河時代(更新世)であろう。
 この時期、世界中の中緯度地域までが雪と氷に覆われ、それまで活躍していた大型哺乳類のいくつかが滅びた。更新世の地層は、氷河堆積物としての大型砂礫堆積物が大きな特徴をもつため、当初、洪積世と呼ばれることがあった。大都市で大型ビルを建てるとき地下に打ち込む支柱が達する基盤と考えられている。皆さんの自宅が地震に対して頑丈かどうかは、更新世より上の地層がどのくらい厚いか、基盤とされる氷河堆積物に支柱が達しているかどうか、などが決め手になるだろう。神戸の地震で被災した地域は、氷河堆積物より上の柔らかい地層が厚い所に集中していた。
 第四紀始め、つまり、更新世の始まりは、175万年前(+-5万年/絶対年代測定
値)であり、175万年より以前が第三紀である。現生人類の直接的祖先とされるオーストラロピテクスが出現したのが第四紀の始まりの定義であった。多少、時代論は動いているものの、ホットな話題の中心的時代であることを心の片隅にでもおいていただきたい。
 第三紀は、地質学的情報が大変豊富なので、多くの事実が明らかにされている。この時代に生成した石油や天然ガス、金銀銅などの金属鉱床が多いので、資源のある地域では特に詳しく調べられている。チクシュルーブ陥没構造(クレータ)が発見されたのも、80年代初めの石油探査のおかげであった。第三紀の絶滅は後述する。
 第四紀の、特に更新世のクレータはあまり知られていない。表の始めにあるような代表的2つのクレータがある。ガーナ海岸に近いクマシ市南東30kmのボスムツウイ湖を形成するボスムツウイ・クレータはジャングルの中にある直径10.5kmの円形クレータである。象牙海岸に多く見られるボタンサイズのテクタイトを放出した元と考えられている。湖の深さは80mだが、周りをめぐる壁は125mほどになる。衝撃石英や鉄ニッケル球を含むセーバイトがよく見つかる。近くに集落があるので、宿泊して見学できるかもしれない。
 一方、カナダのケベック州にあるニューケベック・クレータは、以前はチュッブクレータとかアンガーバ・クレータと呼ばれた、カナダで最初に発見されたクレータである。直径3.4km深さ250mの湖になっている所以外は、米国のバリンジャー(ミーティア)・クレータを大型化したものと考えればよい。近くまで行く手段がなく、水上飛行機で行くしかなさそうな辺境の地である。
 いずれも、更新世の始まったあと、130万年前と140万年前のクレータで、氷河をもたらしたり終わらせたりする原因には、時期的に遠い。小型で、ほとんど生物絶滅とは関係なさそうにも見える。

16. 「水生人類」がアファールで泳いでいたころ?

 第三紀の終わり、鮮新世は530万年前から175万年前まで続いた。この時期の人類は、猿から分かれる重要な時期であった。また、後半には氷河期が到来する。小惑星衝突を氷河期全体の原因とすることには、残念ながら証拠が少ない。クレータの大きさも小型なものが多い。もちろん、小惑星衝突クレータの大きさが氷河期の直接原因だとする証拠も根拠も少ないので、これを議論しても仕方がないかもしれない。
 第三紀の終わりの衝突跡も、氷河期をもたらしたとするには時期的にやや少し離れているが、可能性がないわけではない。少なくとも、寒冷化とは相関しそうである。モーリタニア中央のテヌーマ・クレータは直径1.9kmで、衝撃石英をともなう溶融体があることから、衝突痕跡と考えられている。衝突時期は250万年前とされる。250万年前といえば、第三紀の代表的絶滅の一つ、古いカモシカ類が大量絶滅して新しい種に置き換わった時期にほぼ一致する。古生物学者が主張するように、関係ないかもしれないが、とりあえず、時期的一致は事実である(関係ない、とする側も、根拠に乏しいとは感じているが)。
 北アフリカ砂漠、アルジェリアのタレムザン・クレータ(直径1.75km/バリンジャーに似る)は300万年前以後、モーリタニアのオールオル・クレータ(直径400m)は310万年前という年代値を持つ。これもまた、およそ300万年前かそれ以前に始まったとされる寒冷化に多少は貢献しているかもしれない。
 オールオル・クレータは、同じモーリタニアのテヌーマ・クレータと同時期性が指摘されており、見つかっているのは小型ながら、世界的に重要なクレータの一つである。なにしろ、ここに石質隕石が発見されている。通常、隕石は地球上での風化・崩壊速度があり、30万年で消滅すると考えられているが、オールオル・クレータのガラス破片と共に見つかった小さな石質隕石は、クレータと同時期とすれば10倍も長生きしていることになるからだ。更に興味深いことに、少し離れた砂漠の中に重さが10万トンもある世界最大の鉄隕石が発見されている。そこで、発見地の名前にちなんで、チンゲッティ(Chingetti)・クレータが仮定され、探索が続いた。残念ながら、未だに見つかっていない。モーリタニアは旧ソ連圏に属していた間、調査に十分な費用がかけられていなかった。あるいは、考え方をあらためて、もう少し総合的な調査を実施すべきかも知れない。
 これらより前のクレータとして、ロシア東部マガダン州の北、北極圏のエルギギトッギン・クレータは350万年前の形成で直径18km、アフリカ南部ナミビアの砂漠に埋もれたロータカム・クレータは370万年前の形成で直径2.5kmというものがある。推定年代が集中するところが興味深い。
 さて、鮮新世前半(530〜340万年前)は、人類のあけぼのであるにもかかわらず、又、人類のアジア起源説、アフリカ起源説にとって最重要であるにもかかわらず、実は、必ずしも調査情報に恵まれているわけではない。それは地質学的な大事件が起きた場所だからである。つまり、ちょうどアフリカの大地溝帯が広がり、海が侵入してきた時代、陸上の生物の記録が乏しくなった時期である。
 水生人類説は、オックスフォードの動物学者、A.ハーディ教授が1960年に発表したもので、人間の体毛がゾウやカバ、又は、イルカやクジラのように少ないこと、二足歩行をすること、皮下脂肪が厚いこと、等のいくつかの特徴から、人類の成立は水辺に住んだことによるものではないかと考察した。その後、ハーディ自身は、他の研究で忙しく、自分の学説を発展できなかった。
 ところが、ベストセラーになった人類学者D.モリスの「裸のサル」にハーディの学説が否定的に引用されていた。ほんのわずかの引用に興味をいだいたジャーナリスト、E.モーガンは、その後、ハーディの水生人類説を発展させ、人類学、特に人類起源説の方面で一大センセーションを巻き起こした。モーガンは、体毛、皮下脂肪、涙、二足歩行、性交、泳ぎと潜水、泳ぐ赤ん坊、言葉や解剖学的証拠等を重ねて、漸新世に発生した人類が水辺にいたと推定できること、その場所は、アフリカ北東部、エリトリアの南、アファール地方であると推定できることを明らかにした(エレイン・モーガン著「人は海辺で進化した」どうぶつ社)。
 人類学者から直ちに反論があった。その中には、およそ学問的とは考えにくいものが続出した。なんと、ハーディは人類学が敵視する動物学者であること、モーガンは(若い頃)人類学の教育を受けていないジャーナリストにすぎないこと、そして、何より、モーガンが「女性であること」から、全く学問的に受け入れられない、笑止なたわごとに過ぎず、無視すべきこと、が主要な論点であった。よほど感情的になったと思われる。
 今なら、差別発言ものであろうが、当時の学会の雰囲気をよくあらわしているのかもしれない。正式な教育を受けたはずの「専門家」が大きな誤りを繰り返すこともままあるので、仮説を柱とする科学は、事実の検証によってのみ支えられなければならない。人類学者の感情論はさておき、まともな反論が少ない中で、事実に基づくものは傾聴に値しよう。その指摘事項に、モーガンは丁寧に答えて、「Elaine Morgan: The Aquatic Ape Hypothesis, Souvenir Press, 1997」(水生猿仮説)という著書にまとめている。これには、皮肉にも「The Most Credible Theory of Human Evolution」という副題がつけられているが、やりすぎの感じではある。人類学者たちは更に激昂したらしい。インターネットのAltaVista等でAquatic Apeを検索すると、感情論ばかりであまり面白くはないが、大量の激しいやりとりが見られる。
 ハーディは、事の決着はアファールでミッシングリングが発見されること、すなわち、漸新世初期の人類化石が発見されることにあると期待した。しかし、爾来30年、エチオピア内戦の主戦場でもあったため、その後も満足な発掘は行われていない。小惑星衝突の例のように、思いもよらない別の展開もあるかもしれないので、これについては、今後に期待したい。
 アファール地方(図1参照)は、紅海の南にあり、地球科学にとっても、最重要の地域の一つである。その理由の第一は、アファールで大地が裂けかかっていることにある。大地溝帯と呼ばれる構造の北端に位置し、石油の起源や金属鉱床の成因に重要な鍵となる地域であること、全地球ダイナミクスではマントルプリュームの上昇が陸上で詳しく観察できる地域であること、巨大な塩の板がいくつも湖上に浮かぶ環境にあること、炭酸の高温溶岩が噴出してダイヤモンドやレアメタルが集中すること等、いずれをとっても興味深い大変重要な地域である。
 人類の起原に決定的に重要な点は、アファールが漸新世に裂け目によって海と陸に複雑に分かれた場所、数多くの初期人類遺跡が集中するところだからである。アフリカに分布する多くの人類(猿人)化石は、その後、アファールから彼らが南下したことによる。これが人類アフリカ起源説である。当然、移動先は南だけでなく、東に行っても構わない。これは人類アジア起源説につながる。いずれにせよ、きちんとした研究が待たれよう。
 さて、衝突との関連であるが、始めに紹介した300万年前前後に集中するクレータ群は、何を意味するだろうか。もちろん、無関係という言い方もある。ここでは、関係したらどうなるかを考えてみよう。図2にある、地球の大円上にのる特異な火山(長期にわたって火口に熱い溶岩湖が永続する)の分布の原因は、現在はマントルプリュームがスーパープリュームと呼ばれる全地球的分布を持つためと説明される。だが、どうしてそのような広がりを持つにいたったのか、なぜ、大部分が海洋地殻に突出しているのかの理由が不明である。このような火山活動(ホットスポット)の原因としては、巨大な小惑星衝突でもたらされた熱塊が地下深部、マントルまで埋没して永年活動を続けたもので、地球の大円上にきれいに載って分布するのは、そのように小惑星が軌道をとったから、という仮説も考えられなくもない。関係するとすれば、そのような仮説も考慮に値する。
 しかし、こういう類の仮説は、分野を超えるため、イリジュームを発見したアルバレスらがあびせられた「疑似科学」と非難されやすいので、よほどしっかりした証拠が大切である。そういう証拠集めに精出している専門家も多い。現在の専門家は、分野の壁を乗り越え、インターネットで世界とつながろうとする。その傾向が強まることで、新しい展開も期待できるのかもしれない。何といっても、証拠と論理であろう。

17. 恐竜絶滅後、人類登場前までの
         小惑星衝突と第三紀の生物絶滅

 証拠の点では、火山の年代測定値が重要である。図3は、アフリカ大地溝帯の一部における火山性玄武岩の年代測定頻度値を示す。これによると、5〜6百万年前と14〜15百万年前にピークがあるようにも見える。又、10〜12百万年前にも何かありそうに見える。これらと、クレータの形成年代は、かなり近い傾向を示す。白亜紀でも似たような事が指摘されているが、小惑星衝突か、マントルプリュームか、という対立的な捉え方で考えるより、相関させてみてもよい。つまり、恐竜絶滅の火山起源説・マントル原因説が、小惑星衝突を引き金とした現象だとしたら、もう少しかみあった議論になるのではないだろうか。
 カザフスタンのビガーク・クレータやロシアのベイエンチムーサラーチン・クレータは、それぞれ600、650万年前と推定されている。火山の直接原因として衝突を考えることは大変少ないが、地球全体のダイナミクスを考えるなら、当然、関係するかどうかを考察しなければならないだろう。
 さて、中新世(2300〜530万年前)には、2600万年周期説に基づき、1100万年前にも海の生物の小さな絶滅があったと主張されている。バックグラウンドとの差が少なく、まだ議論が分かれているところであろう。ロシアのカルラ・クレータ(1000万年前、直径2km)、カザフスタンのシュナーク・クレータ(1200万年前、直径3.1km)の形成は、この時期に比定される。
 中新世の大きな事変としては、例えば、日本列島が大陸から分かれた14〜15百万年前がある。このとき、黒鉱と呼ばれる金銀の豊富な銅・亜鉛・鉛鉱床が日本列島に多数出現した。これ等が日本の江戸ー明治期の産業を支える貴重な金属資源の元となっており、江戸時代の長崎ーオランダ貿易を通じて、日本が世界一の銅生産国(当時)であった背景を成している。ドイツのリース・クレータとシュタインハイム・クレータは、15百万年前のもので、この時期に、全世界的な火山活動の活発化と海洋の一時的還元的環境化という異常な事態が発生した。
 ドイツのバイエルン州、ミュンヘンとシュツットガルト、ニュルンベルグをつなぐ三角形の中間にあるネルトリンゲンを含むリース・クレータは重要であり、もしチャンスがあれば是非訪問してほしいクレータである。ここには、世界でもよく整備された科学博物館があり、観光の起点とすることができる。円形の山岳に囲まれた平原はクレータ盆地を形成する。観光コースが整備され、中世ドイツの城見物もでき、何より、美味しいドイツ料理と酒に舌鼓をうつことができる。ここの2日間観光コースを車でまわると、衝突溶融体や巨礫、500kmの範囲に散乱するテクタイト等を見ることができる。聖ゲオルグ教会の壁はセーバイトでできている。セーバイトは特殊な礫である。基質がガラスで岩石破片や大小のガラスと粘土破片を含み、クレータを特徴づける。セーバイトという名称は、リース・クレータで発祥した。なお、リース・クレータから40km西南西に行くと、同時期15百万年前形成のシュタインハイム・クレータがあって、観光コースが又あり、お得であろう。
 第三紀(65百万年前〜およそ2百万年前まで)には、代表的ないくつかの生物絶滅がある。2600万年周期説では、(6500−2600)万年前、すなわち、3900万年前に小惑星衝突があってよいことになる。事実、3900万年前付近を境に、新生代最大の大量絶滅が発生している。これは、浮遊性の有孔虫という殻を持つ海の単細胞原生動物(偽足綱)の記録が第1の証拠であり、少なくとも4000万年前(ルテシャン−バルトニアン境界)、3700万年前(バルトニアンープリアボニアン境界)、3500〜3400万年前(プリアボニアン後期)、3370万年前(プリアボニアン末期)、3250万年前(漸新世中期)の5度の絶滅が記録されている。1番目と2番目は小惑星衝突の周期があるとすれば、大いに関係しそうだが、絶滅の規模としては、実は、海洋のみならず全陸域を含めた壮大なものとは言いがたい。海での絶滅が大きかったので、大きな隕石が海に落ちたとすれば解釈も可能であろう。2番目〜4番目は、巻貝・二枚貝の種の8割から9割に達する大きな絶滅を伴うことも知られている。
 3500万年前は、新生代最大のロシアのポピガイ・クレータ(直径100km)の衝突による形成があった。その2〜3百万年前にも、カナダに小規模なクレータが形成された。ポピガイ・クレータは、中央北部シベリアに位置し、ロシア最大のクレータである。300mくらいの深さが確認され、円形環状構造を断ち切る放射状の断裂が特徴的である。中央隆起体を伴い、隆起体の直径は45kmで周囲から2kmもの高度差がある。セーバイト層が2kmに達するほど深く、衝撃の大きさを語っていよう。4000〜3250万年前の大量絶滅と、ポピガイ・クレータをしめとする、4000〜3500万年前の一連の衝突( 表 )が、恐竜絶滅ほど華々しくはなかったとはいえ、大きな事変であったことは事実である。絶滅と小惑星衝突に何らの関係を認めない人でも、地球史上でも大きな事変が、同じ時期に発生した事実は認めざるを得ないのである。なお、古い文献では、現地語の音訳でPopagaiと記載する例もあるが、現在はPopigaiで統一されている。


 第三紀の始めである暁新世(65〜53百万年前)は、恐竜絶滅と共に大量絶滅した海の珊瑚礁が回復しておらず、温暖とはいえ、白亜紀に比較して低温な時代であった。その末期に再び寒冷化が襲っている。5800〜5000万年前の間に数km〜45kmの直径を持つ大型の衝突が確認されている。この時代の生物活動は全体に低調であったのか、生物群の交代はあったものの、はっきりした大量絶滅としては現れていないようである。表には6500〜6000万年前より新しいと考えられているクレータも載せた。これらは、チクシュルーブ・クレータをもたらした直径10km程度の小惑星と関係する小惑星だったかもしれない。チクシュルーブ・クレータに小惑星の破片が明らかでないのに、それと対応させる証拠も乏しいと思われるかもしれないが、時期的に近いことは、何らかの関係を期待させる。ただし、数百万年、時には、500万年もの間隔が、果たして、小惑星軌道の微妙な違いだけで説明しきれるのかはわからない。
 古生物学者Prothero(1985,1986)は、新生代の絶滅と隕石衝突を関係付けた80年代初期のいろいろな推定を全て否定し、寒冷化が絶滅の原因だと主張している。寒冷化の原因には、マントル対流による火山活動をあげ、地球公転も可能性の低い次候補としている。これを小惑星衝突説から証拠を持って明確に反論した文献はまだないのではないだろうか。しかし、年代測定結果も90年代に更新されており、Protheroの研究が終了した80年代半ばより以後にクレータへの関心が高まり、その後、続々とクレータが発見ないし再発見されている。チクシュルーブ・クレータも80年代半ばに再発見された一つである。再び、小惑星と関連付けた仮説が登場するかもしれない。

次回は、いよいよ、恐竜の絶滅の話に入る。
                      (続く)


  27号の目次/あすてろいどHP