青海・チベット高原の地層構造に関する本の最初のページを開いたのは誰でしょうか?

岩に描かれている絵は何ですか？まるで天からこの世に残された本のようだ。

青海・チベット高原の地層は果てしない書物である。そびえ立つ山々、激しい地殻変動、そして陸と海が頻繁に変化する広大な地域です。土地を再生するには数千万年しかかかりません。 8000万年前、現在「世界の屋根」として知られるこの内陸の高原はまだ海でした。そこには様々な古代の生物が生息し、繁殖し、数え切れないほどの生命の遺跡を残しました。これらの遺物は海中に埋もれ、長い歴史の変化の中で化石となり、青海・チベット海の底の岩層に刻まれ、その後、地殻変動によって形成された山や丘とともにヒマラヤ山脈で小さな化石となった。

壮大な青海・チベット高原の山々の間には、数え切れないほどの古生物学的資源が眠っています。画像出典: ブリタニカ

青海・チベット高原は、世界で最も完全な地層発達を遂げた地域の一つです。そびえ立つ山々には、古代から現代に至るまで、さまざまな時代から堆積した総厚4万メートル近い台地層が分布しています。古生物学的遺物の堆積記録は完全かつ包括的であり、地球規模の生物進化の歴史を研究できる稀有な地域の一つとなっています。しかし、標高が高く酸素が不足しているため、青海チベットでの科学研究は非常に困難です。 1980 年代まで、青海・チベット高原における古生物学研究のレベルは依然として非常に低く、広大な研究領域が未解明のままであり、より体系的で詳細な地層学研究はさらに稀でした。

しかし、過酷な環境も中国の古生物学者の闘志を少しも揺るがすことはなかった。近年、一団の科学研究者が青海チベットを訪れ、地質学や古生物学の調査を行っている。彼らの頭上には天山山脈のガチョウの羽のような雪があり、ゴビ砂漠の砂嵐に直面しています。彼らの先人たちによるチベットの科学探検の記録が地図となっている。そして彼らの手に握られた地質学的なハンマーが彼らの武器なのです。数世代にわたる努力のおかげで、中国科学院南京地質古生物学研究所の学者らは、ついに青海・チベット化石集成書の初期の生命のページ、泉鶏山地域のエディアカラ生物群を公開した。

山までずっと明かりは薄暗い

1947年、オーストラリア南部のエディアカラ山脈の原生代地層の頂上で、多数の軟体動物の化石を含む地層が発見されました。この動物相には、腔腸動物、環形動物、節足動物、そしてはるか昔に絶滅した謎の生物も含まれており、エディアカラ生物群と名付けられました。独特の体型をしており、口も腸もなく、体は平らで、動くことができません。体の形は円盤状、管状、葉状などがほとんどです。これらの動物は、現在までに知られている最も古い複雑な多細胞生物であり、カンブリア爆発以前の地球上の生命の原始的な姿を示しており、初期の動物進化と古地理を理解する上で大きな意義を持っています。

エディアカラ生物群の最も代表的な動物、ディッキンソニア。画像出典: Wikipedia

それ以来、同様の生物や関連種が世界各地で発見されてきました。中国では、1924年に李思光と趙亜曽がエディアカラ紀に相当する地層に名前を付け、1963年に正式に「登営層」と命名されました。この地層は、5億5000万年前から5億3900万年前のエディアカラ紀後期に遡ります。

「登営群」は湖北省宜昌県の揚子江沿いにある登営峡谷にちなんで名付けられました。 2000年以来、中国科学院南京古生物学研究所の先カンブリア時代研究グループは、湖北省の三峡地域で長期にわたる研究を行ってきた。現地の地質調査中に、学者たちは、一部の農家の屋根がエディアカラ紀の地層から掘り出された薄い石板で覆われていることに気づきました。家主の同意を得た後、彼らは調査のために屋根に上ったところ、予想外の発見をした。まるで彼らの到着を待っていたかのように、瓦の間に大量の生痕化石が横たわっていたのだ。

湖北省宜昌市の登営峡は美しい景色が広がっています。画像出典: Xuite

2011 年後半、周伝明、陳哲、王偉、関成国が再びここを訪れました。彼らが農場の庭に来ると、農夫が瓦を新しいものに取り替えていて、屋根から外したスレート板が地面に置かれていた。科学者たちはすぐに興奮し、巧みに調査を始めました。懸命な努力が報われ、石板にはエディアカラ人の化石が含まれていました。その後数年間で、彼らはその地域で400以上のエディアカラ化石を発見しました。その中には、典型的なエディアカラ化石（ヒエマローラ、プテリディニウム、ランゲア、カルニオディスクス）のほか、リングを積み重ねてできた中空の管状の化石「ウーヘ管」、イリンワーム、化石が1つしかないパラカルニア・デンギンゲンシスなど、世界の他の場所では決して発見されなかったいくつかの新種も含まれていました。

典型的なエディアカラ生物、イリンガメ。画像出典: Nature

ディアファニアの化石。画像出典：参考文献[4]

「登営グループ」は、貴州省中部、雲南省東部、陝西省南部、四川省西部まで分布しています。その後、中国の科学者たちは砂塵の中をさまよいながら西へ向かった。貴州省、四川省西部からさらに西に進むと、広大な青海チベット高原に到達し、青海チベット高原におけるエディアカラ紀の探査も始まります。

虫の名前はチャニ、タイミングはあなた次第

2020年7月、中国科学院南京古生物研究所の古生物学初期研究チームは、北京大学と成都理工大学の研究者と協力し、青海チベット高原に調査に行きました。この科学探検隊には、龐克、欧陽青、郎先国などの新顔のほか、陳哲や周伝明などの旧知の人物も参加している。彼らは、ツァイダムプレートの北端にある泉吉山地域で典型的なエディアカラ紀の化石を発見した。 **これは、湖北省三峡地域に続いて中国で発見された2番目のエディアカラ紀の化石遺跡であり、現在までに青海チベット高原で発見された最古の化石生物群でもあります。

リンクル山脈層で新たに発見されたエディアカラ紀の化石は、チャーニアに代表されます。チャーニスは、エディアカラ紀後期に海底に固定して生育した、葉状体のような生物です。葉のような外観をしており、口はなく、消化器系や運動器系もありません。水中の自由な栄養素を餌としていたと推測されます。チャーネイアはシダのように見えますが、光が届かない深さの堆積物の中で発見されたため、光合成植物ではなく動物であるに違いありません。

Charnidida の 3D 再構築。画像ソース: Free 3D

チャーニスの発見は大きな意義を持っています。これは、最初に認識された先カンブリア時代の複雑な巨視的化石であり、エディアカラ生物群の最も典型的な化石の 1 つです。したがって、この発見は、かつてエディアカラ生物がチャイダムプレートに生息していたことを意味し、地層の年代は、チャーニスの生存期間に基づいて、約5億7400万年前から5億4000万年前と暫定的に決定できる。

周家山層で発見されたチャニス化石。画像出典：参考文献[7]

遺跡の名前は陝西省で、場所は石によって決定されます

さらに、周街山層では、600個を超える陝西石類の化石がさらに豊富に発見されています。陝西痕跡は、密に並んだ横縞模様の化石です。 「横縞」の間隔は通常0.34mm、全長は2～3cm、幅は1～5mmです。陝西省の化石の分類と形態はまだ完全には解明されていないが、中国の科学者王鑫氏は7つの化石遺跡のデータと大量の化石証拠に基づき、その立体的な形状を、一連の入れ子になったカップ構造で形成された内管とプラスチック（しわ）状のフィルム状の外管からなる「管の中の管」構造に復元し、より信憑性のある生きた状態を復元した。

袖の形で陝西の痕跡を復元する場合、柔らかい部分を復元するのではなく、硬い殻のみを反映する必要があります。

画像出典：参考文献[6]

外管の元々の成分は、ある程度の可塑性を持つ柔らかい有機物であり、内管を包み固定する役割を果たしている。内管の成分は、わずかに硬度の高いキチンであり、中央の空洞を支え、保護する役割を果たします。同時に、王欣は研究に基づき、陝西痕跡は現生の深海管状虫と形態学的に非常に高い類似性があり、陝西痕跡を環形動物多毛類に分類する傾向があると提唱した。環形動物多毛類は、管体の始まりが泥や砂の基質に挿入された状態で浅海環境に生息し、底生生活を送る「エディアカラ管虫」である。

陝西省周街山で研究者らが発見した生痕化石。画像出典：参考文献[7]

現代の多毛類。画像出典: YouTube

陝西省の痕跡は、陝西省南部の寧強地域にある後期エディアカラ紀の灯営層で初めて報告され、これは通常の海洋環境に近い地層を表しています。その後、陝西省の痕跡は、中国南部、中国北部、インド、シベリア、ナミビアを含む5億5000万年から5億3900万年前の地層で広く発見され、後期エディアカラ紀の地層の区分と比較の潜在的な標準化石となった。

天国の書は投げられました、誰がそれをひっくり返す勇気がありますか?

周街山層にチャニシアと陝西の痕跡が共存していることから、この地域の年代はおそらく5億5000万年前から5億3900万年前であると考えられ、これは湖北省のエディアカラ紀の登営層と同じ時期である。同時に、科学者たちは周街山層の地層が紅鉄溝層の漂砂岩と密接に関係していることを発見し、寒くて氷の多い気候を示唆している。モレーンは氷河が直接堆積して形成された岩石です。これらの出現は、当時チャイダム盆地で氷河と寒冷な気候活動があったことを示しています。そのため、研究者らは、エディアカラ紀のチャイダム盆地は、一般に信じられている熱帯地域ではなく、温帯または寒帯に位置していた可能性があると推測している。

氷河堆積物は、氷河の直接堆積、または氷河と氷河海洋の作用によって形成された岩石です。

画像ソース: AGU Blogosphere

さらに、科学者たちはもう一つの微妙なつながりを発見しました。周街山一帯では陝西省の生痕化石が産出され、また、現代の華北地層の西端と南端でも陝西省の生痕化石が産出されている。偶然にも、この2か所の地層は漂砂岩と砂岩で構成されており、ツァイダムプレートが当時北中国プレートの近くに位置していた可能性があることを示しており、エディアカラ紀の青海・チベット高原のこのプレートの地理的位置を推定しています。

その結果、青海・チベット地層学書の最初のページが若い中国の古生物学者によって開かれた。将来、新たな探査が行われれば、この「表紙」は2ページ目や3ページ目になるかもしれないが、今回の探査が青海・チベット地層学書における初期生命の化石記録に大きな足跡を残すことを妨げるものではない。この天書、そして将来編纂されるチベットの地質学書には、次のような一文が付け加えられる。「5億5000万年前から5億3900万年前、多細胞生物が広がり始めたエディアカラ紀には、青海チベット高原のツァイダム高原は温帯に位置し、華北プレートに近い浅い海であった。」

参考文献:

[1] 魏振生、譚月燕。チベット地層の概要[J]青海・チベット高原地質学アンソロジー、1983(05):1-38。

[2] ホア・ホン、蔡耀平、ミン・シャオ、チャイ・シュー、ダイ・チャオクン。エディアカラ紀末期の管状動物の「大放散」[J]。西北大学ジャーナル（自然科学版）、2020年、50（02）：141-174。

[3] 方瑞仙、梁岳、華紅、張志飛。雲南省会沢市朱家青区における後期エディアカラ紀の難解な化石陝西石類の初発見とその意義[J]。中国古生物学雑誌、2021年、60(01):25-41。

[4] 劉旭生世界で唯一のランタンシャドウチャイニス昆虫[J]。土地と資源ガイド、2012年、9(06):75-76。

[5] 丁其秀、陳怡源。湖北省下東地域における震旦紀の軟体後生動物化石の発見とその意義[J]。地球科学、1981(02):53-57+276.

[6]王暁、張暁、張勇、他新しい資料により、Shaanxilithesが後期エディアカラ紀のCloudinaに似た生物であることが明らかになった[J]。先カンブリア時代研究、2021年、362：106277。

[7]Pang K、Wu C、Sun Y 他。チャイダム盆地北部（中国）からの新しいエディアカラ型化石と後期エディアカラ紀の地層：古地理学的意味[J]。地質学、2021年。