고해수 온도의 추정과 화석토양과 암석 기록

고해수 온도의 추정

그린스톤대에 현재 보이는 변성 차트를 해수 중의 화학적 침전물이 원암이라고 생각하고, 그 산소 동위체비를 이용하여 퇴적 당시의 해수 온도를 구하려고 하는 시도도 이루어지고 있습니다. Oskvarek와 Perry는 이스라 지역의 여러 곳에서 채집된 변성 차트에서 실리카의 산소 동위 원소 비율 δ18O를 측정하여 +12 ~ + 20‰의 값을 얻었습니다. 이 결과와 해수와의 사이에 동위체 평형이 성립하고 있던 등의 가정 하에서, 퇴적 당시의 해수온으로서 당시의 대기압이 1 기압 이상이었을 가능성도 있기 때문에 0-146˚C의 범위를 추정하고 있습니다. 이 값은 남아프리카 공화국의 33 억년과 25 억년 전의 차트의 δ18O 값에서도 같은 범위입니다. 덧붙여서 그들은 백악기의 차트의 값으로서 δ18O=+30~+34‰(해수온에서 약 30˚C)의 결과를 소개하고 있습니다. 한편, 스트로마트 라이트를 만드는 생물의 생존 가능한 온도 영역은 현재 생물에 대해 알려져 있습니다. 예를 들어, cyanobacteria는 60-62 ° C의 조건에서 사멸한다는 실험이 있습니다. 이것이 과거에도 적용될 수 있다면, 너무 높은 온도 조건은 배제될 수 있습니다. 지표온도의 보다 직접적인 제약이 되는 것은, 앞서 말한 필바라 지역의 35억 년 전의 증발암 속에 잔존하는 석고의 가상이 있습니다. 황산칼슘이 침전 · 정출 할 때에, 58˚C 이상의 온도 조건에서는 석고가 아니라 경석고가 출현하기 때문에, 당시의 지표의 온도 조건이 58˚C 이하였던 것 를 추정할 수 있습니다.

 

 

고해수 온도의 추정과 화석토양과 암석 기록

 

화석토양의 정보

대기의 산화 상태는 지표에서 풍화 생성물의 조성을 결정할 것으로 예상됩니다. 이전 캄브리아 대의 퇴적암에 육성의 적색 풍화층이 있다는 것은 지금까지 각지에서 보고되어 있습니다. 최근에는 Holland가 화석토양의 풍화생성광물의 데이터로부터 약 22억 년 전에 대기 중의 O2분압이 급격히 상승했다는 설을 주장하고 있습니다. 고토양에 적색 풍화층이 보이는 것은 18-22억 년 전 이후로 지금까지 일반적으로도 알려져 있었지만, 그는 수 1000만 년의 사이에 대기의 O2 분압이 1자리~ 두 자리 상승하고 있습니다. 이와 같이, 퇴적성의 uraninite 광상이나, 암암 중에 pyrite pebble이 보이는 것도, 23-21억 년 이전에 특징적이라고 합니다. 예를 들면 우라늄은 산화적 환경하에서는 UO2가 아니라 U3 O8 등의 형태를 취합니다. pyrite는 지표가 산화적인 환경에 있으면, 황이 산화되어 레크로서는 남지 않을 것입니다. 즉, 이들은 대기가 당시 상당히 환원적이었던 증거라고 생각되고 있습니다. 　uraninite의 경우, 대본은 분쇄 입자 표면에 불용성 인 Thorite 코팅을 형성하여 산화 환경에서도 거의 용해되지 않고 운반될 수 있음을 시사합니다. 그러나, 국소적이지 않은 제약으로서 어느 정도까지 산화적인 조건이 가능한가는 미해결의 문제입니다. 이러한 퇴적물이 보고되고 있는 것은, 테크토닉에는 cratonic basin으로 분류되는 극히 한정된 지질체이기 때문에, 어느 정도의 시대적·공간적 범위의 지표 조건을 대표하고 있냐는 것에 대한 정보도 다소 부족합니다.

 

 

가장 오래된 암석 기록

암석으로 알려진 가장 오래된 것은 캐나다 북서부의 Great Slave 호수 부근에 노출되는 Acasta 편마암이며, 지르콘의 U-Pb 연대로서 약 39.6억 년의 연대를 나타내고 있습니다. 지금까지 지구사의 상당히 빠른 시기부터 depleted mantle의 존재가 알려져 있는 것에 비해, 이것에 대응하는 것으로서, 맨틀의 분화에 따라 생성해야 할 enriched component의 흔적은 지질학적으로는 30억 년 전 이전에는 거의 알려지지 않았지만, 이 편마암은 그 enriched component 그 자체일 가능성이 있다는 것이 중요합니다. 즉, Acasta 편마암의 BGXM이라고 명명된 토널 암질 편마암의 Nd 모델 연대는 41억 년이라는 낡음을 가집니다. 38-39억 년의 연대를 나타내는 암석은 남극 Enderbyland의 그라뉼라이트, 그린란드 남서부의 Amitsoq 편마암 및 이스라 표성암, 래브라도의 Uivak 편마암, 북미 와이오밍의 토널 암질 편마암 등이 알려져 있습니다. 이들은 모두 각 섬암상~그라뉼라이트상에 도달하는 변성 작용을 받은 암석이며, 거기서의 현재까지의 풍화 · 침식의 결과입니다. 본래는 지각의 중부로부터 하부를 구성한 암석이었던 것으로 파악할 수 있습니다.