大気中の酸素濃度は約22億年前に急上昇したとされている。一方、南アフリカ共和国には、同時期に地球表面全体が氷で覆われる超寒冷化現象（全球凍結イベント）が起き、その直後に酸素濃度が増えたことを示唆する地質学的な証拠が見つかっている。しかし、両者の因果関係を含め、これまで酸素濃度が急上昇した原因はよく分かっていなかった。

東京大学大学院理学系研究科博士課程2年生の原田真理子大学院生、同新領域創成科学研究科の田近英一教授、同理学系研究科の関根康人准教授は、地球が全球凍結イベントから脱けた直後に必然的に大気中の酸素濃度が急上昇することを、理論モデルを用いたシミュレーションによって初めて明らかにした。さらに、大気中の酸素濃度はいったん現在の濃度と同程度まで達した後、現在の百分の一に低下したとする、酸素の“オーバーシュート”が生じたことも同モデルにより示した。大気中の酸素濃度はこのあと約6億年前にも再び急上昇して現在の濃度と同程度になるが、その際にも全球凍結イベントが関係していた可能性が強く示唆される。

私たちが呼吸している酸素が全球凍結イベントによってもたらされたとする新しい地球史観として、地球史の理解に大きく貢献する成果である。今後は、22億年前の酸素濃度上昇と生物進化との関係が注目される。

プレスリリース

論文情報

Harada, M., Tajika, E., and Sekine, Y., "Transition to an oxygen-rich atmosphere with an extensive overshoot triggered by the Paleoproterozoic snowball Earth", Earth and Planetary Science Letters Online Edition: (Japan time), doi:10.1016/j.epsl.2015.03.005.

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