巨大エルニーニョにより地球上の生命の90%が死滅

約2億5200万年前、エルニーニョによる極端な海洋温暖化現象が、地球史上最大の大量絶滅の主因となった。ペルム紀から三畳紀にかけての温暖化現象は、地球に生息する種の80～90％を死滅させ、地球温暖化が進む中で厳しい警告を発している。地球史上のこの不安定な時期に海洋温暖化が大きな役割を果たしたという新たな見方は、9月12日付けのサイエンス誌に掲載された研究で詳述されている。

大絶滅

ペルム紀から三畳紀にかけての大量絶滅は、大絶滅とも呼ばれ、現在のシベリアの大規模な火山噴火によって引き起こされました。火山は大気中に有毒ガスを噴き出し、二酸化炭素排出量の増加により地球全体の気温が急激に上昇しました。大絶滅は最終的に恐竜が地球を支配する道を開きましたが、それは約6600万年前に恐竜のほとんどを絶滅させた白亜紀から古第三紀にかけての大量絶滅よりもさらにひどいものでした。

火山からの二酸化炭素の増加と紫外線放射により、海洋と陸上の生態系が両方とも崩壊した。しかし、陸上の植物や、よく知られるほどの強靭さを持つ昆虫が、世界の海洋の植物と同程度の被害を受けた原因は、科学的な謎のままである。

[関連:トラほどの大きさで、剣歯を持ち、サイの皮膚を持つこの捕食動物は、「大絶滅」以前に繁栄していた。 ]

「気候温暖化だけでは、このような壊滅的な絶滅を引き起こすことはできない。なぜなら、現在見られるように、熱帯地方が暑くなりすぎると、種はより涼しい高緯度に移動するからだ」と、研究の共著者で、英国ブリストル大学の気象学者で気候学者のアレクサンダー・ファーンズワース氏は声明で述べた。「私たちの研究は、温室効果ガスの増加は地球の大部分を温暖化するだけでなく、天候や気候の変動性も増加させ、さらに『荒々しく』なり、生命の生存が困難になることが明らかになった」

研究チームによると、この大惨事は、地球温暖化が単に地球が耐えられないほど暑くなるという問題ではなく、数十年にわたって気象条件が大きく変動することを示しているという。

「ほとんどの生命はこうした状況に適応できなかったが、ありがたいことに少数の生物は生き残った。それがなければ、私たちは今日ここにいないだろう」と、研究の共著者で中国地質大学の古気候学者ヤドン・スン氏は声明で述べた。「地球上の生命はほぼ終焉を迎えたが、完全には終焉ではなかった」

温度を測る歯

研究チームは、コノドントと呼ばれる絶滅した遊泳生物の歯の化石に含まれる酸素同位体を研究することで、ペルム紀から三畳紀にかけての温暖化の全容を把握した。この小さな海洋無脊椎動物は体長が1インチにも満たず、現生のヌタウナギと遠縁である可能性がある。

酸素同位体を使用して、世界中のコノドントサンプルが経験した温度変化を把握することで、研究チームはさまざまな気候モデルを構築しました。モデルは、低緯度と中緯度の両方で温度勾配が著しく低下したことを示しています。

「基本的に、どこでも暑くなりすぎたのです」とファーンズワース氏は言う。「特定された気候パターンの原因となった変化は深刻でした。なぜなら、エルニーニョ現象は今日見られるものよりはるかに激しく、長引いていたからです。種は単に十分な速さで適応したり進化したりする準備ができていなかったのです。」

最近、エルニーニョ現象が降水パターンと世界の気温に大きな変化をもたらしています。6月に米国の一部で記録的な熱波を引き起こした極端な気象も、この現象が原因でした。2023年は太平洋の強いエルニーニョ現象もあって、世界的に記録上最も暑い年となりました。この強いエルニーニョ現象は、人為的な大気中の二酸化炭素の増加によって悪化し、世界中で山火事や干ばつを引き起こしました。

[関連:大量絶滅の間に繁栄した「生きた化石」 ]

「幸いにも、このような現象はこれまで1～2年しか続かなかった」と、研究の共著者でイギリスのリーズ大学の古生物学者ポール・ウィグナル氏は声明で述べた。「ペルム紀から三畳紀にかけての危機の際には、エルニーニョ現象がもっと長く続いたため、10年間の広範囲にわたる干ばつと、その後の数年間の洪水が生じた。基本的に、気候は不安定で、どんな種にとっても適応するのが非常に難しい状況だった」

この研究における気候モデルは、2億5000万年前の岩層でこれほど多くの木炭が発見された理由を説明するのにも役立つ。

「干ばつが発生しやすい気候では、山火事は非常に頻繁に発生します。地球は、陸地が燃え、海が停滞するという危機的な状態に陥りました」と、研究の共著者で、英国ハル大学の古生物学者であるデビッド・ボンド氏は声明で述べた。「隠れる場所はありませんでした。」

生き残るために移住する

研究チームはまた、数百万年前にシベリアで起こったものと似た火山活動が数多くあったことも観察した。その多くは絶滅を引き起こしたが、ペルム紀-三畳紀の活動ほど大規模なものには至らなかった。

これらのメガエルニーニョ現象は、ペルム紀から三畳紀にかけての大量絶滅を壊滅的にした一因となったようだ。気候に正のフィードバックループが生まれ、熱帯地方から始まり外側へと広がる極度に暖かい気候につながった。この熱で地球上の植物のほとんどが死滅した。植物は当時も今も大気中の二酸化炭素を除去するのに不可欠であり、地球の食物連鎖の基盤となっている。あまりに多くの植物が死滅すると、火山活動が続くことで大気中に二酸化炭素が蓄積するのを防ぐ地球のメカニズムも、植物とともに消滅してしまう。

このフィードバックループは、海洋での絶滅の数万年前に陸上でペルム紀から三畳紀にかけての大量絶滅が起こった経緯を説明するのにも役立ちます。

「当初、海洋は気温上昇の影響を受けなかったが、メガエルニーニョ現象により陸上の気温がほとんどの種の耐熱温度を急速に超えたため、種は適応に間に合わなかった」とサン氏は言う。「生き残ることができたのは素早く移動できる種だけだったが、それができる植物や動物は多くなかった」

[関連:沸騰するほど熱い超大陸は2億5000万年以内にすべての哺乳類を絶滅させる可能性がある。]

大量絶滅は稀ではあるが、生命をリセットする自然システムの中心的な存在であることが証明されている。また、進化をも促進する。

「ペルム紀から三畳紀にかけての大量絶滅は壊滅的ではあったが、最終的には恐竜が台頭し、その後は優勢な種となった」とファーンズワース氏は言う。「白亜紀の大量絶滅は哺乳類と人類の台頭につながったのと同じだ」