新潟大学は8日、インド理科大学院大学との共同研究で、ヒマラヤ山脈の高地で炭酸塩鉱物に閉じ込められた約6億年前の海水を発見したと発表した。全球凍結時に海水中で生命活動が活発化して、大気中の酸素増加をもたらしたのではないかとの予想が得られた。この研究成果は地球科学分野の国際科学誌に掲載された。
海中のシアノバクテリア（ラン藻類）の活動によって作られた層状の堆積構造を持つ炭酸塩岩のことをストロマライトという。海洋で生成された炭酸塩岩は地球表層のプレート移動によって陸へと運搬されて、大陸や山脈に保存される。
ヒマラヤ山脈はユーラシア大陸とインド大陸の衝突により形成されたが、衝突前の約6億年前にはテチス海と呼ばれる海が存在していた。研究グループは、ヒマラヤ山脈に産する炭酸塩岩やストロマライトに着目し、約6億年前の海洋環境を解明しようとした。
研究グループはヒマラヤ山脈のクマオン地域で試料を採取し、電子顕微鏡観察や化学分析などを行った。その結果、約6億年前の海水からマグネサイト（MgCO3）単結晶が炭酸塩鉱物として直接沈殿していたことがわかった。マグネサイト単結晶内の詳細な観察をしたところ、気泡に液体が残存していて、その塩分濃度が海水に相当していることがわかった。
一般には海水から沈殿するのは方解石（CaCO3）であり、マグネサイトが沈殿するのは海水中のカルシウムが不足した環境だ。これは、約6億年前には地球の表面全体がほぼ完全に凍りついていた全球凍結が起こったとされており、陸や河川が凍結した影響で海水中へのカルシウム供給が妨げられたのではないかと考えられる。マグネサイトを含む炭酸塩岩の地層に、大量の有機物の痕跡がストロマライトとして残り、栄養塩の不足した環境下でもシアノバクテリアの活発な活動が認められた。
研究グループは、全球凍結の過酷な環境下でのシアノバクテリアの活動が大気中の酸素増加をもたらし、カンブリア紀の生命の大爆発につながったのではないかと推定している。今後の分析により、栄養塩不足の環境下でどのように生命が進化し続けたか、解き明かされることが期待される。
画像提供：新潟大学（冒頭の写真はイメージ）