T18[Topic] History of the Earth

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[T18-P-15] Evidence for an Early T-OAE Terrestrial System Shift and Coupled Land–Ocean Responses to Carbon Cycle Perturbation in the Northwestern Panthalassa★2026年度学生優秀発表賞受賞★

*Kohsuke Kawabata¹, Ryosuke Saito² (1. Kyushu Univ., 2. YAMAGUCHI Univ.)

Keywords:

Early Jurassic,Toarcian Oceanic Anoxic Event,Wildfire

　トアルシアン海洋無酸素事変 (T-OAE; 183 Ma)はジュラ紀前期に発生した顕著な温暖化イベント⁽¹⁾であり、主にフェラー大規模火成活動やメタンの放出と関連付けられた、推定数千ギガトンの炭素放出による顕生代最大規模の負の炭素同位体比摂動 (CIE)で特徴づけられる⁽²⁾。これまでT-OAEに伴う古環境変動はテチス海域を中心に活発に議論されてきたが、当時最大の海洋であるパンサラッサ海域での堆積記録が乏しいことから、T-OAEにおける全球的な環境変動には依然として不明な点が多い。
そこで本研究では、山口県下関市豊浦地域に分布する、下部ジュラ系豊浦層群西中山層⁽³⁾を対象とした古環境復元を行う。西中山層はパンサラッサ海北西沿岸域における重要なT-OAE堆積記録であるが、約250℃～300℃の熱を受け⁽⁴⁾、遊離バイオマーカーが失われている⁽⁵⁾。本研究では熱成熟による制約を回避するため、超臨界トルエンを用いてケロジェン中に保存された多環芳香族炭化水素（PAHs）の抽出を行った。PAHsは、山火事の指標として一般的に用いられる⁽⁶⁾ほか、有機物起源の推定や土壌浸食の代理指標として機能する可能性がある⁽⁷⁾⁽⁸⁾など、古環境の再構築において重要なバイオマーカーである。本研究では、PAHsの層序変化を、既報の海洋一次生産性および大気酸素濃度変動モデル⁽⁹⁾⁽⁵⁾と比較し、T-OAE期間の陸域－海洋システムの応答を検討した。
分析の結果、複数の燃焼由来PAHs、土壌侵食の指標として用いられるペリレン⁽⁸⁾、陸源有機物量の指標として用いられるフルオレン⁽⁷⁾が得られた。燃焼由来PAHsは、CIE直前に発生した短期的なバイオマス燃焼イベントと、その後の陸域システムの転換を示唆するとともに、Baker et al. (2017) が提案した酸素濃度曲線と整合的な山火事活動の増加および燃焼温度の上昇を示す。一方、ペリレンはCIE直前の燃焼イベント以降に低い値で推移し、初期T-OAEにおける陸域システムの転換を支持する。フルオレン濃度は、T-OAE期間に上昇傾向を示し、回復期に最も高い水準で変動する。これは復元された海洋一次生産性の変動と同期的であり、陸域からの栄養塩供給量の増加が海洋一次生産性を上昇させた可能性を示唆する。我々のPAHsデータから推定されるこれらの古環境変動は、T-OAEに伴う炭素循環の摂動に応答して、パンサラッサ海北西沿岸域で生じた一連の負のフィードバックを示す証拠として解釈できる可能性がある。

引用文献
(1) Jenkyns, H.C., 1988. American Journal of Science. 288. 101-151.
(2) Hesselbo, S.P. et al., 2000. Nature. 406. 392-395.
(3) Yamada, T., Ohno, T., 2005. The Geological Society of Japan. 111. 389-403.
(4) Kemp, D.B. et al., 2019. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 530. 90–102.
(5) Kawabata, K. et al., 2025. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 113392.
(6) Choi, S.D., 2014. Science of the Total Environment. 470. 1441-1449.
(7) Radke, M. et al., 2000. Geochimica et Cosmochimica Acta. 64. 275-286.
(8) Hanke, U.M. et al., 2019. Environmental Science & Technology. 53. 8244-8251.
(9) Baker, S.J., et al., 2017. Nature Communications. 8. 15018.