화석 기록과 미생물 서식환경

화석 기록

화석의 종류와 이해

현재 화석으로 널리 받아들여지고 있는 가장 오래된 것은 남아프리카 및 호주의 약 35억 년 전의 지층에서 발견된 스트로마트라이트 및 박테리아라고 생각되는 미화석입니다. 남아프리카 공화국의 경우, 카프 바르 클라톤의 바버 톤에 분포하는 스와질란드 우측 군의 피그 트리 층 군과 오버 와크트 층 군의 차트에서 수많은 미화석 보고되었습니다. 그들은 모양에서 박테리아와 cyanobacteria로 여겨집니다. 또한 cyanobacteria가 만든 구조로 여겨지는 것에는 스트로마 트라이트가 있지만, 그것은 버버턴대의 각 곳의 층 준에 보이며 짐바브 에 클라톤 내부의 그린스톤에서도 보고가 있습니다.

　스트로마트라이트라는 것은 석회암이나 줄무늬 철광 중의 층상 구조에 붙여진 명칭이지만, 현재에도 서호주 일부 해안 등에 형성이 진행되고 있는 것을 볼 수 있습니다. 그 관찰로부터 이러한 스트로마트라이트는 cyanobacteria의 매트가 미세한 분쇄 입자를 부착하여 성장해 가는 것으로 해석되고 있습니다.

화석 미생물의 서식 환경

스트로마트 라이트와 차트에서 관찰되는 박테리아와 같은 구조가 실제로 생물의 유해인지 또는 스트로마 트라이트가 무기적으로 형성되었을 가능성이 있는지 여부를 확인하기 위해 구조체에 잔존하는 유기물의 탄소 동위체비의 측정이 이루어지고 있지만, 평균적으로 -30‰ 전후의 값을 나타내고, 그것이 생물활성에 의한 것임을 강하게 시사하고 있습니다. 또, 그 형태로부터 적어도 6종류가 식별되고 있지만, 현세의 스트로마트라이트를 만드는 cyanobacteria와 놀랍게 비슷하다고 합니다.

이러한 미생물이 어떠한 환경하에서 생육하고 있었는지, 지질학적 정보가 남아 있다고 생각되는 예로서, 여기에서는 호주 북서부·필바라 지역의 Warrawoona 층의 예를 소개합니다.

필바라 지역의 North Pole 부근에 분포하는 스트로마트라이트가 발달하는 차트 BIF에는 중정석 광상이 수반됩니다. 중정석 광상 중에는 석고의 가상이 널리 보인다고 합니다. Barley et al에 따르면, 미화석이 풍부하고 장소에 따라 얕은 바다의 리플 마크가 보인다고 되어 있으며, 차트가 석영 사암 등의 쇄암암과 점이 이동하기 때문에, 화석을 포함하는 층(스트로마트라이트)은 본래는 탄산염암을 주체로 하는 것이었던 것이 2차적으로 규화 되었다고 생각하고 있습니다. 현재의 증발암을 형성하고 있는 장소에서 규화 작용이 일어나는 것은 잘 알려져 있습니다. Lowe는 미화석의 발견된 BIF의 스트로마트라이트와 함께 온 콜라이트를 보고하고 있습니다. 현세의 온콜라가 트는 비교적 얕은 해저에서 수류에 의해 굴러가면서 cyanobacteria의 매트가 성장하여 생기는 것으로 생각되고 있습니다. 가장 오래된 미화석이 형태 및 탄소 동위원소의 특징으로부터 광합성 세균인 cyanobacteria라고 생각되고 있는 것도 아울러, 기재를 읽는 한 이 BIF는 얕은 해역에서 형성되었다고 생각하는 것이 타당 아닐까 생각합니다.

그렇게 하면 이러한 정보로부터 복원되는 당시의 환경은 증발암을 형성하는 염분 농도가 높은 얕은 바다를 상정할 수 있을지도 모릅니다. 실제로 Lowe는 차트 (쇄석성 암석이 규화)에서 스트로마트라이트, 그리고 증발암으로의 일련의 암상 변화를 필바라 지역의 Warrawoona 층의 상부로부터 보고하고 있습니다. 이것은 상당히 광범위하게 존재한 얕은 바다가 점차 말라가는 과정을 보고 있는 것으로 생각됩니다. 현재 cyanobacteria가 스트로마트라이트를 형성하고 있는 것이 관찰되고 있는, 북서호주 상어만의 환경(고수온·고염분 농도)은, 당시의 스트로마트라이트 형성장을 고찰하는 데 있어서 매우 참고가 된다 것일지도 모릅니다. 그러나 여기서 지질학적 정보로부터 복원되는 것은 35억 년 전의 지표 환경의 일례이며, 당시의 지구 표층 환경 일반을 상상하는 경우에는 자유도를 약간 크게 취할 필요가 있을 것입니다.