6//24 地球環境と生物のイベント：先カンブリア時代 7/15 地球環境と生物のイベント：古生代 地球環境史　(C206) 海保邦夫　教授　東北大学理学部地圏環境科学科　生命環境史分野 6/17   生命環境史を研究するための基礎知識　 6//24  地球環境と生物のイベント：先カンブリア時代 7/15   地球環境と生物のイベント：古生代 7/22   地球環境と生物のイベント：中生代 7/29　地球環境と生物のイベント：新生代 Web資料：地球システム科学（医歯農薬／海保） 授業資料をhttp://www.es.tohoku.ac.jp/JP/private/class/index.htmlにアップ

参考書 理薬生協 で販売：約3400円 組合員価格 ５回の講義は５章−７章 についての講義 これらで予習復習をすること。 持ってくると便利。

生命環境史を研究するための基礎知識 生命環境史：地球の生物と環境がおりなす歴史と変化のプロセス

5-1. 時間的位置 堆積岩が過去の生命環境の情報を記録 1. 地質調査をして岩相柱状図作成

２. 岩相柱状図に地質年代と化石帯の 情報を入れる。 年代決定の鍵になる化石 （示準化石，index fossil）

示準化石 岩相に現れる ミランコビッチサイクル： 地球の太陽に対する運動 の周期的変化により起こる 気候変動 火山灰層の放射性元素による 絶対年代

3. 化石年代を用いて，岩相柱状図に 年代を入れ，堆積速度を求める。 （cm/1,000年などで表す）． 年代を求める重要な意味 1. 研究したい地層を特定する 2. ある地球史事変がどのくらいの 時間で起きた事変なのかを知る

5-2. 空間的位置

5-3. 現在の海洋の物質循環と堆積物 5-3-1. 現在の海洋堆積物

海洋：P, N, Si P N C Ca Si 粒子状物質 軟体部 1 15 80 殻 40 50 全組成 120 海水 深層水 800 5-3-2. 海の生物制限元素の分布 海洋：P, N, Si P N C Ca Si 粒子状物質 軟体部 1 15 80 殻 40 50 全組成 120 海水 深層水 800 3200 表層水 680 3160

海洋：P, N, Si P N C Ca Si 粒子状物質 軟体部 1 15 80 殻 40 50 全組成 120 海水 深層水 800 5-3-2. 海の生物制限元素の分布 海洋：P, N, Si P N C Ca Si 粒子状物質 軟体部 1 15 80 殻 40 50 全組成 120 海水 深層水 800 3200 表層水 680 3160

5-3-3. 溶存酸素とpH

5-4. 炭素の物質循環 C: 1023 g 堆積物・堆積岩に大部分 海洋・大気・土壌：1/2000 海洋中層深層に９割強 海洋・大気・土壌：1/2000　海洋中層深層に９割強 CO2 海水に大気の70倍

CO2 + H2O CH2O + O2 12C 13C 12C 5-4. 炭素の物質循環 増加 13C増加 堆積有機物 大気海洋 生物 99% 1% 光合成 有機物 CO2 + H2O CH2O + O2 分解 増加 13C増加 堆積有機物 The evolution of ecosystems just after MGG caused concentration of organic matter as pellets, leading to an increase in organic carbon burial, causing an increase in atmospheric and ocean oxygen levels, leading to the evolution of early animals.

CaAl2Si3O4 + 3H2O + 2CO2 ↔ Ca2+ + 2HCO3- + Al2Si2O5(OH)4 炭酸塩の生成により二酸化炭素が発生する。 Ca2+ + 2HCO3- ↔ CaCO3 + H2O + CO2 岩石は水とニ酸化炭素と反応し，下の式のように変化する. これを化学的風化 (chemical weathering) という. CaAl2Si3O4 + 3H2O + 2CO2 ↔ Ca2+ + 2HCO3- + Al2Si2O5(OH)4　 上記２つの式を合計すると，炭酸塩の生成は風化を考慮すれば，ニ酸化炭素を吸収していることになる. CaAl2Si3O4 + CO2 + 2H2O ↔ CaCO3 + Al2Si2O5(OH)4

単位重量あたりの生産量は海の生物は陸の生物の２００倍 陸の植物は陸の動物の１０００倍 海の植物は海の動物の４倍 5-5. バイオマス 陸に極端に多い。海洋は0.3% 一次生産量は海陸半々 単位重量あたりの生産量は海の生物は陸の生物の２００倍 陸の植物は陸の動物の１０００倍 海の植物は海の動物の４倍 木の幹の部分のバイオマスが大きいため 木の年齢は１０００年、海の植物は１年

5-6. 生命環境誌の研究の方法 5-6-1. 試料と岩相柱状図

5-6-2. 分析法と解釈 ＜微化石＞

＜バイオマーカー＞ 化石 堆積有機分子 分子化石 バイオマーカー

Methods 原核生物 シアノバクテリア 酸化還元 真核生物 地衣類・陸上植物： 土壌流出 続生 燃焼

安定同位体比 元素 　モデリング

5-6-3. モデリング 気候 大気組成 海洋循環

復習項目 時間的位置を決める方法を列挙せよ。 空間的位置を決める方法を列挙せよ。 なぜ、表層水に生物制限元素がないのか？ 　　（水のみにして測定した場合） なぜ、赤道域でケイ酸質堆積物が堆積しているのか？ １行 なぜ、北太平洋で粘土が多く堆積しているのか？１行 6. どういう場合に酸素が増えるのか？１行 7. 化学的風化の際に消費する気体はなにか？１語 8. 陸と海のバイオマス、一次生産量、単位重量あたりの 　生産量の違いを記せ。２行 バイオマーカーとはなにか？　１行 10. 酸素同位体比から何がわかるか？１語