要約:
中国地質大学（北京）の研究チームは最近、南極半島近くのシーモア島で採掘されたペンギンの化石の非破壊化学分析を通じて、約5,500万年前のこれらの古代の骨格がペンギンそのものの遺体を保存しているだけでなく、南極が温暖湿潤な環境からより寒冷な気候へ移行する手がかりを記録していることを発見した。
ペンギンは、南極で最も象徴的な動物の 1 つです。進化の過程で完全に飛ぶ能力を失い、翼は徐々に水泳に適した足ひれへと変化していきました。シーモア島には、世界で最も豊富で層序的に連続した始新世のペンギンの化石記録があり、始新世初期の比較的温暖で湿潤な環境から始新世中期および後期の冷涼な気候に至る、南極気候進化の重要な段階をカバーしている。
化石は非常に希少であるため、研究者は微小領域蛍光 X 線スキャン技術を使用して、サンプルの非破壊元素分布マッピングを実施しました。この方法により、骨表面上のさまざまな化学元素の空間分布を特定できるため、研究プロセス中の化石の損傷を回避できます。
結果は、約 5,500 万年前、つまり始新世初期に形成されたペンギンの化石に含まれるチタン、シリコン、カリウム元素の信号が大幅に強いことを示しています。研究チームは、層序学、堆積学、古気候の証拠を組み合わせて、これらの高元素シグナルは、当時のより激しい大陸風化とより多くの陸地物質投入と一致しており、温暖湿潤な気候下の南極でのより活発な物質循環を反映していると判断した。対照的に、これらの元素からの信号は、その後のより低温の環境からの化石では大幅に弱くなります。
研究者らは、最も驚くべき発見は始新世初期のサンプルにおけるチタン、シリコン、カリウムの信号が大幅に増強されたことであると指摘した。この特徴は、温暖湿潤な気候条件下では陸地の風化が促進され、大量の陸地物質が堆積環境に輸送され、最終的にペンギンの遺体の化学組成に影響を与えたことを示しています。
しかし、数千万年前の化石から信頼できる元素情報を抽出することは簡単ではありません。ペンギンの骨化石は不規則な表面形状と湾曲した構造を持っているため、スキャンプロセス中にサンプルと機器の間の距離が変化し、検出結果に影響を与える可能性があります。この影響を軽減するために、研究チームは化石をできるだけ水平に置き、走査プローブと骨表面の間の距離を比較的一定に保ちました。
この研究では、化石中の鉄、マンガン、硫黄元素の分布パターンが、ペンギンの遺体が埋葬された後の周囲の海洋堆積物の化学環境の変化を反映していることも判明した。つまり、骨に保存されている元素情報は、異物がどのようにして化石に入ったかを追跡するだけでなく、地球の風化入力、堆積条件、初期の続成環境の間の違いも明らかにします。
研究者らは、化石骨の化学組成が古代の環境変化を再現するための重要な補足情報源となり、海洋堆積物の掘削や微化石分析などの伝統的な方法を補完すると考えている。非破壊化学スキャンと地質学的証拠を組み合わせることで、科学者は既存の化石コレクションからより多くの環境情報を掘り出すことができ、南極の遠い過去の気候と生態学的変化を再現する新しい方法を提供します。
関連する研究論文は、「南極風化と気候変動のアーカイブとしての始新世のペンギン化石: 微小領域 X 線からの洞察」というタイトルで、「Fossil Record」に掲載されました。蛍光元素マッピング」。
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