古代のつくしは、地球の先史時代の気候を理解する鍵を握っている可能性があります。
ニューメキシコ大学の科学者グループは、古代の珍しい植物が地球の遠い気候の歴史の詳細を明らかにする鍵を握っている可能性があることを発見した。
国連マサチューセッツ州地球惑星科学部のザカリー・シャープ教授が主導したこの研究は、最近、米国科学アカデミー紀要 (PNAS)。この研究は、地球上で4億年以上生き残ってきた中空の茎を持つ植物の仲間であるスギナに焦点を当てています。
研究者らは、これらの植物の中を移動する水が非常に強力な自然の浄化プロセスを経ており、その酸素同位体組成が地球外からの隕石やその他の物質の酸素同位体組成とほぼ一致していることを発見した。
「これは高さ1メートルの円柱で、等間隔に100万個の穴が開いています。これは工学的な驚異です」とシャープ氏は語った。 「実験室ではこのようなものを作ることはできません。」
砂漠の謎を解読する
研究チームの発見は、砂漠の植物の酸素同位体パターンに関する長年の疑問に光を当て、特に乾燥地域における過去の気候条件を研究する新しい方法を科学者に提供する。
水中では、酸素同位体は天然のマーカーとして機能し、研究者が水の起源、植物が蒸散によって酸素を放出する速さ、周囲の湿度レベルがどの程度であったかを追跡するのに役立ちます。しかし、より重い同位体は微量しか存在しないため、現実の環境条件下でその比率がどのように変化するかを正確にモデル化することは困難でした。
シャープのチームは滑らかなスギナからサンプルを収集しました (滑らかな馬）ニューメキシコ州のリオグランデ川沿いで、植物の根元から先端まで同位体比がどのように進化したかを測定しました。最上部の水サンプルは前例のない測定値を示し、これまでは地球上のあらゆる値の範囲をはるかに逸脱していると考えられていました。
今年7月、シャープはプラハで開催されたゴールドシュミット地球化学会議でこの研究を発表する機会を得た。
「もしこのサンプルを見つけたら、これは隕石由来だと言うだろう」とシャープ氏は会議中に述べた。 「しかし実際には、これらの値は非常に低いレベルまで下がります。」
気候モデルの書き換え
新しいデータにより、研究者らはモデルを改良することができ、これまで説明できなかった他の砂漠植物の結果について新たな洞察を得ることができました。シャープは、これらの改良されたモデルを古代の気候システムの理解にも使用できると考えています。
かつて高さ 30 メートルまで成長した化石化したスギナには、フィトリスと呼ばれる小さなシリカ構造が含まれており、同位体比が数百万年にわたって保存されている可能性があります。シャープによれば、これらの植物石は「古湿度計」、つまり古代の湿度計として機能するという。
「恐竜が地球を歩き回っていた時代に遡って、環境の湿度と気候条件を再構築し始めることができるようになりました」と彼は言いました。
この研究は、UNM の地球科学への貢献をさらに深め、自然界の最古の生存者の一部であるスギナを、ありそうもないが強力な気候の語り部であると位置づけます。
参考文献: 「スギナにおける極端な三重酸素同位体分別」、Zachary Sharp、Jordan Wostbrock、Anthony Gargano、Vincent Hare、Jessica Johnson、Thure Cerling、Payal Banerjee、Catherine Peshek、Cloe Knutson、Lauren Hartzell、Erick Cano、Elena Stiles、Kelley R. Bassett、Kira Holland、Michael H. Dowd、ヤルネットル（ナディア）・サリム、テレサ・ドミンゲス、ダルトン・ブライアント、エドゥアルド・ディ・マルカントニオ、ジェンセン・ウェインライト、マクスウェル・ホースフォード、ポール・ボッテ、キャサリン・ギャニオン、ポーラ・J・ルダル、ジェームズ・エーリンジャー、2025年10月28日、米国科学アカデミーの議事録。
DOI: 10.1073/pnas.2507455122