海塩は 1 億 5,000 万年にわたる地質学的歴史を紐解く

Jun 13, 2023

n.バタエフ/iStock

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ビンガムトン大学の研究者たちは、過去 1 億 5,000 万年にわたる海水の化学変化を調査することに成功しました。

プレスリリースによると、詳細な調査により、プレートテクトニクスや過去100万年にわたる気候変動などの地質学的プロセスに関する洞察が得られたという。

研究者らは、地質学的歴史を保存する可能性のある海塩である岩塩を探した。

岩塩は、過去 1 億 5,000 万年にわたって、米国、ヨーロッパ、アジア、アフリカを含む世界の無数の堆積盆地で発生しました。 さらに、古代の塩水の「小さな水滴」が含まれている岩塩塩が選択されました。

研究者らは、レーザーを使用して塩の結晶に穴を開け、これらの小さな滴を分析しました。 これに続いて、質量分析計技術を使用して、さまざまな微量元素の存在を検査しました。

海は「さまざまな要素が入った巨大なスープのようなものです。 最も一般的なものはナトリウムと塩化物ですが、リチウムなど微量に海水中に溶解しているものは他にも数十種類あります」とティム・ローウェンスタイン氏は公式リリースで述べた。

この研究の主な焦点は、塩サンプル中の微量のリチウムを特定することでした。

リチウムは、過去 1 億 5,000 万年間で「7 倍の減少を維持」した微量元素であると記載されており、それに伴いマグネシウムとカルシウムの比率が増加しています。

著者らは、海水中のリチウム濃度の低下は「海洋地殻の生成の減少と海底の熱水活動の低下」に関係していると提案している。 これらの側面は両方とも、地球のプレートの動きに影響を与えます。

この結果は、過去1億5千万年にわたるプレート運動活動の減少により、海洋に供給されるリチウムが減少したようであることを示した。

その一方で、大気中に排出される二酸化炭素も減少し、最終的には地球規模の寒冷化と氷河期をもたらしました。

「海洋化学と大気化学の間には密接な関係があります。 海洋で起こっている変化は、大気で起こっていることも反映しています」と、この研究の筆頭著者であるメブラツ・ウェルデゲブリエル氏は述べています。

この発見は、古代の海洋の化学構造と、プレートの運動が地球の水圏（水の層）と大気の化学組成をどのように形作ったかを理解する上で重要な意味を持ちます。

ローウェンスタイン氏は「すべてはつながっている」と付け加えた。

これらの変化は、例えば炭酸カルシウムという化合物でできた殻を持つ海洋生物など、多くの生物の生態に影響を与えます。

この研究結果は、Science Advances 誌に報告されました。

研究概要:

数百万年の時間スケールにおける海水の主要なイオン化学と同位体組成の経年変化は十分に文書化されていますが、これらの変化の原因については議論が続いています。 海洋岩塩中の流体包有物は、海水 [Li+]SW 中の Li 濃度が過去 1 億 5,000 万年 (Ma) で 150 Ma 前の約 184 μmol/kg H2O から、今日の 27 μmol/kg H2O まで 7 倍減少したことを示しています。 リチウム地球化学サイクルのモデル化により、[Li+]SW の減少は主に、大陸風化フラックスの変化を必要とせず、海洋地殻生成速度と中央海嶺および海嶺側面の熱水フラックスの長期的な減少によって制御されたことが示されている。 [Li+]SW の減少は、海水の Mg2+/Ca2+ および 87Sr/86Sr の 150 Ma の増加、方解石からアラゴナイトの海への変化、KCl から MgSO4 蒸発物への変化、および温室から氷室への気候の変化と平行しており、これらすべてが次の重要性を示しています。地球の水圏と大気の組成を調節するプレートテクトニクス活動。