現象の本質をみつめる 現象間の関係性を考える

研究テーマ

1. 地球環境変遷史
(Earth History)

『現在は必ずしも過去を解く鍵ではない』という立場から,「地球システム系46億年の変遷史」を解析している.「各地質時代固有の現象(背景場)の復元」に基づき「地球生物学的な発展変遷史[創始・発展(遷移)・分岐・転換相]の実像に迫りたい.「宇宙の中の地球」(宇宙地球微生物科学)という視点を強く意識し,開放的な地球観の立場で研究を進めている.

地球生物相の共創的(共)進化

「温室期地球(とくにカンブリア紀〜オルドビス紀,ならびにペルム紀中期〜トリアス紀,ジュラ紀後期)の環境復元」,「地球生物システムの大変革現象(生体鉱化作用,生物の陸化とその後の地球生物相の改変現象,オルドビス紀大放散の先駆現象,ペルム紀末大量絶滅と回復過程など)の背景的・至近的要因」.最近は,「エディアカラ紀の生物群の実態」「カンブリア紀爆発」と「オルドビス紀生物大放散」の間の地球生物環境の復元にも関心をもっている.「生物圏の時代変遷と諸圏との相互関係性の歴史」,「礁生態系の起源と発展の歴史」,「現代型食物連鎖網の起源と発展の歴史」

「カンブリア紀—オルドビス紀ストロンチウム終息事変」=生物上陸とオルドビス紀生物大放散を解く鍵(Masuda & Ezaki, 2009)

  • 陸上生態系の創出による地球生物相の一大変革
  • 顕生累代海生生物群の多様化と礁構築者の変遷(Ezaki, 2009).気候,海洋組成,生物の盛衰(出現・繁栄・絶滅),礁の構築者の間には密接な関連性が認められる

    オルドビス紀前期に生じた礁体制の転換(Adachi et al., 2011).微生物礁から骨格生物礁への移り変わりが顕著である.この体制転換は,南中国で世界に先駆けて生じている.

    古生代六射サンゴが出現した地球生物学的な背景. 石灰海綿礁中から特異的に産出することから,古生代六射サンゴの生息には石灰海綿と同様の環境("sponge reef cradles")が必要であった(Ezaki, 2000)

    南中国におけるオルドビス紀大放散現象(GOBE)前後での顕著な海水準・岩相・生物相変化(Liu et al., 2011).地球生物相の大転換期に相当する.

    モンゴルGobi-Altai地域に分布するエディアカラ系とカンブリア系

    エディアカラ系の累重.Wilpena層群上位のRawnsley Quartzite, Flinders Ranges, South Australia

    (左)Cryogenian系とEdiacaran系境界のGSSP.Enorama Creek section, Brachina Gorge, Flinders Ranges, South Australia.(右)氷成堆積物(マリノー氷期),Elatina層最上部(Cryogenian系とEdiacaran系境界のGSSP), Enorama Creek, Flinders Ranges, South Australia

    カンブリア系第二統第三階から澄江生物群が産する(中国雲南省澄江 帽天山)

    (左)中国湖南省古丈県.鼓山階(Drumian) と古丈階(Guzhangian)境界のGSSP(右)中国湖南省花垣県排碧.古丈階(Guzhangian)と排碧階(Paibian)境界のGSSP=芙蓉統(Furongian)基底のGSSP

    (左)中国湖北宜昌黄花場.Floianと太平階(Dapingian)境界のGSSP(右)中国湖北省宜昌市王家湾.KatianとHirnantian境界のGSSP

    中国浙江省長興煤山.ペルム/トリアス系境界のGSSP

    (左)中国浙江省長興煤山.呉家坪階(Wuchiapingian) と長興階(Changhsingian)境界のGSSP(右)ペルム/トリアス系境界露頭:中国浙江省長興煤山

    ペルム/トリアス系境界露頭:Gartnerkofel, Carnic Alps, Austria

    ペルム/トリアス系境界露頭:スピッツベルゲン島

    礁生態系(地球生物相の小宇宙)の構成

    ☞「重層的な観察・時間レベルでのストロマトライトの構成様式」,「微生物岩形成機構の時代的な変遷」,「実験古生物学的な手法による微生物岩の形成機構」など

    (左)中国安徽省徐州エディアカラ系のストロマトライト礁.層状石灰岩中にドーム状の構造を形成している.(右)中国江蘇省銅県エディアカラ系のストロマトライト.円錐状ストロマトライト(Conophyton)の発達が顕著である

    (左)中国江蘇省銅県エディアカラ系(魏集層)のストロマトライト.(右)Cryogenian系ストロマトライト生物丘(Trezona層), Enorama Creek, Flinders Ranges, South Australia.

    (左)Tsagaan Oloom層の円柱状ストロマトライト(Boxonia)層面.(右)同縦断面, Zuune Arts, Mongolia.

    礁性石灰岩中の微生物類.(A)Epiphyton, (B)Renalcis, (C)Shamovella, (D)Rothpletzella Wetheredella Girvanella Stachyodes, (E)Rothpletzella Wetheredella Renalcis, (F)Girvanella, (G)Archaeolithoporella (Ezaki, 2009)

    (左)下部カンブリア系(石龍洞層)ストロマトライト:中国湖北省宜昌.(右)中部カンブリア系(張夏層)Epiphytonが構築するドーム状構造:中国山東省莱蕪.

    中部カンブリア系(張夏層)微生物岩:中国山東省済南長清.(左)ストロマトライト.(右)スロンボライト生物丘

    (左)上部カンブリア系(炒米店層)分岐状ストロマトライト:中国山東省莱蕪.(右)下部オルドビス系(仑山層:Tremadocian)ストロマトライト:中国安徽省石台.

    下部オルドビス系(仑山層:Tremadocian)ストロマトライト中のneptunian dike:中国安徽省石台.

    下部石炭系(塔糖層:上部Viséan)ストロマトライト:中国広西壮族自治区来宾.

    前期ペルム紀(Asselian)淡水性ストロマトライトの表面構造:ドイツ Rheinland-Pfalz.(左)ストロマトライトの表面構造.(右)ストロマトライトの表面構造の拡大.

    前期ペルム紀(Asselian)淡水性ストロマトライトの表面構造:ドイツ Rheinland-Pfalz.(左)ストロマトライトの垂直研磨面.(右)ストロマトライトの垂直研磨面.

    ペルム系/トリアス系境界付近に発達するストロマトライト:中国湖北省崇阳(Adachi et al., 2017)

    ペルム系/トリアス系境界付近に発達するストロマトライトのスラブ:中国湖北省崇阳(Adachi et al., 2017)

    ペルム系/トリアス系境界付近に発達するストロマトライトの薄片写真(穿孔跡がラミナの形成に深く関与している):中国湖北省崇阳(Adachi et al., 2017)

    ペルム系/トリアス系境界付近に発達するストロマトライトの薄片写真(ラミナが顕著である):中国湖北省崇阳(Adachi et al., 2017)

    ペルム系/トリアス系境界付近に発達するストロマトライトの層序変化とラミナの形成に関する模式図:中国湖北省崇阳(Adachi et al., 2017)

    Kalkowsky (1908) が命名したストロマトライト(ドイツハルツ山脈の最下部トリアス系) 足立奈津子博士提供

    下部トリアス系ストロマトライトの産状:中国貴州省罗甸(Ezaki et al., 2012)

    下部トリアス系ストロマトライト:中国貴州省罗甸.矢印は同一時間面を示す(Ezaki et al., 2012)

    下部トリアス系ストロマトライトの内部組織(球状粒子や石灰泥が特徴的に発達している):中国貴州省罗甸(Ezaki et al., 2012)

    下部トリアス系ストロマトライトの内部組織の電子顕微鏡像.ドロマイト結晶,フランボイダル黄鉄鉱,ミクライト粒子が顕著:中国貴州省罗甸(Ezaki et al., 2012)

    下部オルドビス系ストロマトライト礁の形成様式(Adachi et al., 2010)

    下部オルドビス系ストロマトライト礁の構成要素間の関係(Adachi et al., 2009)

    ペロイド状粒子は炭酸塩岩の中で代表的な構成要素である.球状微生物が形成に関与したペロイド状粒子の成因例(Adachi et al., 2004)

    礁生態系(地球生物相の小宇宙)の構成

    ☞「礁生態系の空間的・時代的な遷移様式」,「微生物卓越礁から大型骨格卓越礁への転換様式」,「微生物‐大型骨格生物の相互作用系としての造礁作用」,「礁性堆積物中の入れ子状構造の解析」,

    (左)礁構造の本質:「骨格生物と微生物類」・「生物と環境」間の重層的な相互作用に起因する入れ子構造(Ezaki, 2009)

    (左)下部カンブリア系(Ajax Limestone)古杯類‐石灰微生物礁:豪州 フリンダースレンジ(右)下部カンブリア系(Ajax Limestone)古杯類‐石灰微生物礁:豪州 フリンダースレンジ

    古杯類‐石灰微生物礁:Salaany Gol層, Zuune Arts, western Mongolia

    (左)湖北省天河板層の含古杯類石灰岩.野外での露頭面(右)湖北省天河板層の古杯類・石灰微生物類礁の薄片写真(Adachi et al., 2014)

    湖北省天河板層の古杯類・石灰微生物類礁中の石灰微生物類.Renalcis (a),Girvanella (b, c),Botomaella (d, e),Kordephyton (f)(Adachi et al., 2014)

    湖北省天河板層の古杯類・石灰微生物類礁中のEpiphyton グループ.Tubomorphophyton (b)(Adachi et al., 2014)

    湖北省天河板層の古杯類・石灰微生物類礁の薄片

    (A)古杯類,(E)Epiphyton,(G)Girvanella,(R)Renalcis(Adachi et al., 2014)

    湖北省天河板層の古杯類・石灰微生物類礁の形成様式

    (A)古杯類,(E)Epiphyton,(G)Girvanella,(R)Renalcis(Adachi et al., 2014)

    湖北省天河板層の古杯類・石灰微生物類礁の年代的な位置づけ(赤線).礁は古杯類の“絶滅期”を代表している(Adachi et al., 2014)

    下部オルドビス系の連続露頭(中国湖北省宜昌).微生物礁から骨格生物礁への移り変わりが記録されている.

    湖北省陳家河セクションでの下部オルドビス系と礁の発達(中国湖北省宜昌)(Adachi et al., 2013)

    微生物優先型礁:下部オルドビス系分郷層(中国湖北省宜昌).ストロマトライトとイシ海綿が共産している(Adachi et al., 2012)

    最古のコケムシ礁(生物丘) 下部オルドビス系分郷層(中国湖北省宜昌).コケムシは特徴的に下方に成長している(Adachi et al., 2012)

    最古のコケムシ礁(生物丘) 下部オルドビス系分郷層(中国湖北省宜昌).コケムシは特徴的に下方に成長している

    最古のコケムシ礁(生物丘)の内部組織 下部オルドビス系分郷層(中国湖北省宜昌)(Adachi et al., 2013)

    イシ海綿礁 下部オルドビス系分郷層(中国湖北省宜昌)

    湖北省陳家河でのPulchrilamina の産状.下部オルドビス系分郷層と紅花園層(中国湖北省宜昌).海綿やコケムシとともに礁の形成に深く関わっている(Adachi et al., 2012)

    下部オルドビス系生物礁(中国安徽省宜昌).(左)コケムシ礁(分郷層).(右)Calathium‐微生物礁(紅花園層).海綿骨針由来のチャートノジュールが含有.生砕性石灰岩に被覆.

    (左)下部オルドビス系紅花園層 Calathium‐ストロマトライト礁:中国安徽省東至.(右)下部オルドビス系紅花園層 Calathium‐微生物礁:中国安徽省東至

    シルル系(Ludlow)層孔虫礁(スウェーデン ゴトランド島)

    シルル系(Ludlow)層孔虫.床版サンゴによる被覆が認められる.スケール1cm.(スウェーデン ゴトランド島)

    紅藻類‐石灰微生物類‐層孔虫礁の構成:豪州NSW州下部デボン系Elmside層(Adachi et al., 2007)

    紅藻類‐石灰微生物類‐層孔虫礁:豪州NSW州下部デボン系Elmside層.層孔虫と石灰藻の競争関係(Adachi et al., 2007)

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    紅藻類‐石灰微生物類‐層孔虫礁:豪州NSW州下部デボン系Elmside層.入れ子構造:層孔虫と石灰藻の競争的置換に由来(Adachi et al., 2007)

    層孔虫と微生物岩の集積による礁の構成:豪州NSW州下部デボン系Garra層(Adachi et al., 2006)

    紅藻類‐石灰微生物類‐層孔虫礁の構成:豪州NSW州下部デボン系Garra層.異なるレベルでの観察結果を統一的に理解することが重要である(Adachi et al., 2006)

    (左)フラニアンの巻貝を核にした巨大オンコイド:(中国広西壮族自治区 桂林)(右)Lustin層(フラニアン)中のラミナ状層孔虫‐微生物礁(ベルギー Tailfer)

    (左)Perit-Mont部層(フラニアン)中のマウンド.床板サンゴや層孔虫が多産する.(右)Perit-Mont部層(フラニアン)中のマウンド中に発達するストロマタクティス(層状晶洞)構造(ベルギー Vodelée)

    山口県美祢市秋吉台.(左)海山上で堆積した,下部石炭系から上部ペルム系までの石灰岩が連続して累重.(右)硬骨海綿バインドストン.部分死に起因する,硬骨海綿側面の顕著な凹凸(Pseudostaffella antiqua帯:Bashkirian).

    石炭紀(Millerella yowarensis帯〜Pseudostaffella antiqua帯:Bashkirian)藻類-硬骨海綿バインドストン風化表面:山口県美祢市秋吉台.

    石炭紀(Millerella yowarensis帯〜Pseudostaffella antiqua帯:Bashkirian)藻類-硬骨海綿バインドストン:山口県美祢市秋吉台.スケール 2cm(左),1cm(右).

    下部石炭系Chaetetes生物層:ロシア Novgorod Oblast, Uglovka

    下部ペルム系コケムシ礁(セメントの充填が顕著):ロシア ステルリタマク

    (左)下部ペルム系葉状石灰藻礁のスラブ面:ロシア ステルリタマク.(右)下部ペルム系(Pseudofusulina帯)Palaeoaplysina礁のスラブ面:ロシア ステルリタマク

    (左)石灰海綿礁:上部ペルム系長興層(中国広西壮族自治区 風山).(右)石灰海綿礁:上部ペルム系長興層(中国貴州省 紫雲)

    (左)上部ペルム系芽口層 石灰海綿‐Archaeolithoporella‐コケムシ礁.針状ボトリオイドセメント.(左上)の発達が顕著.石灰海綿やコケムシの表面をArchaeolithoporellaが取り巻く.空隙部をミクライト粒子やセメントが充填している.スケール 1cm(中国貴州省 紫雲).(右)下部ペルム系Palaeoaplysina 礁のスラブ面.スケール 1cm(新潟県黒姫山)

    (左)上部ペルム系芽口層 石灰海綿‐Archaeolithoporella‐コケムシ礁.針状ボトリオイドセメントの発達.スケール 1cm.(右)Archaeolithoporella の発達.スケール 1mm(中国貴州省 紫雲)

    上部トリアス系Rhaetian 六射サンゴ-海綿礁(オーストリア Adnet)

    鳥巣式石灰岩中の六射サンゴ礁.(上部ジュラ系:和歌山県湯浅)

    鳥巣式石灰岩中の礁.(左)枝状層孔虫礁.(右)ラミナ状層孔虫礁.(上部ジュラ系:和歌山県湯浅)

    上部白亜系(Coniacian)Theresiensteinサンゴ礁 (Salzburg, Austria)

    骨格‐微生物礁の構築作用を考える場合に重要な鍵となる概念.礁は資源(生息場・栄養獲得)の開拓作用の最終産物であり,構築には微生物との相互作用が不可欠である.(Ezaki, 2009)

    生物大放散直前期ならびに大量絶滅時の地球生物相

    「荒廃期地球生物環境の実態把握と即時的・遡及的な意味」,「再帰的な微生物礁形成の地球生物学的な意味内容」,「同位体やバイオマーカーを用いた微生物岩の形成環境復元」

    (左)エディアカラ動物群の産地.Brachina Gorge, Flinders Ranges, South Australia.初期の多細胞動物の生痕化石が多産する.(右)Dickinsoniaの生痕化石.Greenwood Cliff, Flinders Ranges, South Australia(Sprigg博士が1947年に始めて化石を報告した場所).

    Bayan Gol層中の生痕化石(モンゴルGobi-Altai地域).カンブリア紀に入り底生生物の活動が顕著になっている.

    湖南省魚塘清虚洞層の石灰微生物類礁中の石灰微生物類.Kordephyton (k),Epiphyton (e),Girvanella (g)(Adachi et al., 2014)礁は古杯類礁消滅直後の石灰微生物類礁を代表している

    前期/中期カンブリア紀の古杯類礁から石灰微生物類礁への移り変わり(Adachi et al., 2014).黒線:古杯類礁,赤線:石灰微生物類礁,緑線:ストロマトライト礁

    山東省の中部カンブリア系(張夏層)に特徴的なlithistid海綿-石灰微生物礁.

    石灰微生物類としては,Epiphytonが顕著である(Adachi et al., 2015).

    カンブリア紀礁とlithistid海綿礁の時空間的な分布.山東省のlithistid海綿礁は,古杯類礁の消滅後,世界に先駆けて形成されている(Adachi et al., 2015).

    (左)エジプトシナイ半島Um Bogma 地域の石炭系.亜熱帯性の気候下で堆積した炭酸塩岩で代表される.(右)スピッツベルゲン島のペルム系(Kapp Starostin層)の温帯性石灰岩.コケムシや腕足類が多産する.

    スピッツベルゲン島Festningenのペルム系(Kapp Starostin層)の石灰岩.(左)珪質海綿が多産.(右)枝状の床版サンゴの密集.

    スピッツベルゲン島のペルム系(Kapp Starostin層)を特徴づける温帯性石灰岩(Ezaki et al., 1994).コケムシ,腕足類,珪質海綿化石を多産する.

    スピッツベルゲン島のペルム系(Kapp Starostin層)の温帯性石灰岩の堆積環境(Ezaki et al., 1994).

    地質境界でみられる様々な境界の概念.どのような性質の境界を観ているのか(考えているのか)という視点が重要.(Ezaki and Yao, 2000)

    四川省华蓥洞湾地域のペルム/トリアス系境界とトリアス系スロンボライト.

    (左上)ペルム/トリアス系境界遠景:赤矢印(右上)ペルム/トリアス系境界(赤矢印)遠景(左下)ペルム/トリアス系境界(赤矢印)近景(右下)最下部トリアス系スロンボライト

    中国貴州省罗甸地域のペルム/トリアス系境界(不整合関係)(Ezaki et al., 2008).

    四川省华蓥洞湾地域のトリアス系スロンボライト.上位ほどドーム状の構造を呈する.樹状組織の発達も顕著である(Ezaki et al., 2003)

    ペルム/トリアス系境界の岩相・生物相変化:中国貴州省罗甸(Ezaki et al., 2008)

    最下部トリアス系のコノドント化石:中国貴州省罗甸.E-Hがトリアス紀の始まりを規定するHindeodus parvus(刘他, 2007)

    中国四川省华蓥洞湾,最下部トリアス系スロンボライトのメソスケールでの特徴(Ezaki et al., 2003)

    中国貴州省罗甸,最下部トリアス系スロンボライトのメソスケールでの特徴(Ezaki et al., 2008)

    中国貴州省罗甸,最下部トリアス系スロンボライトのミクロスケールでの特徴(Ezaki et al., 2008)

    中国貴州省罗甸,最下部トリアス系スロンボライト中の構成要素(A)フランボイダル黄鉄鉱(B-D)球状微生物の産状(E-F)球状微生物の電子顕微鏡像(Ezaki et al., 2008)

    ペルム/トリアス系境界での炭素同位体比変化.境界前後で明瞭な負の異常が認められる:中国四川省华蓥(崔他, 2009)

    2. 刺胞動物の系統と古生物科学を見る

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