地質時代と環境

Geological Time & Environment

地球46億年の歴史は生物の変化を基準に先カンブリア・古生代・中生代・新生代に分かれます。時代の境界は大量絶滅で、先カンブリアが歴史の約88%を占め、古生代は三葉虫、中生代は恐竜、新生代は哺乳類が繁栄します。化石と放射年代測定で各層の年齢を決めます。このページでは時代選択スライダーで、地質年代表と大量絶滅事件を時代ごとに見てみましょう。

46億年の地球史

⏳ 地質時代とは?

①地球46億年の歴史を生物の変化で区分

②先カンブリア → 古生代 → 中生代 → 新生代

③各時代の境界=大量絶滅事件

地質年代表

時代選択1

💡 主要な観察

①先カンブリア(0):地球史の約88% — 単純な生物のみ

②古生代(1):カンブリア爆発、三葉虫·魚類·両生類·シダ

③中生代(2):恐竜時代·被子植物登場 / 新生代(3):哺乳類·人類

化石と年代測定

化石の種類

Chart示準化石 vs 示相化石

区分	示準化石	示相化石
目的	地層の年代決定	堆積当時の環境推定
生存期間	短い(特定時代のみ)	長い(長期間)
分布範囲	広い(全世界)	狭い(特定環境)
例	三葉虫(古生代)·恐竜(中生代)	サンゴ(暖海)·シダ(湿潤)

放射年代測定

t = T_½ × log₂(N₀/N)

半減期(T½)と放射性元素残量(N)で岩石年代決定

半減期の概念

1半減期:50%残る → 2:25% → 3:12.5%

C-14:半減期5,730年(若い試料)/ U-238:45億年(古い岩石)

大量絶滅事件

5大絶滅

List地球史の大量絶滅

オルドビス紀末(4.4億年前)

氷河期到来

海洋生物85%絶滅

デボン紀末(3.6億年前)

海洋無酸素化

海洋生物75%絶滅

ペルム紀末(2.5億年前)

シベリア大噴出·パンゲア形成

生物96%絶滅(最大)

三畳紀末(2億年前)

火山活動

生物80%絶滅

白亜紀末(6600万年前)

小惑星衝突+ 火山活動

恐竜絶滅

例題と過去問で確認

例題 1

ある岩石中の放射性元素が最初の量の1/4しか残っていない。この元素の半減期が7,000万年なら岩石の年代は?

半減期ごとに放射性元素の量は半分になる。1/4は(1/2)²で、半減期2回分に当たる。

半減期2回 = 7,000万年 × 2 = 1億4,000万年。

▸ 1億4,000万年(半減期2回)

残量が1/2→1/4→1/8なら半減期1→2→3回。残量から年代を逆算する。

例題 2

地層の年代を教えてくれる化石と、堆積当時の環境を教えてくれる化石をそれぞれ何というか?

生存期間が短く分布が広い化石は特定の時代だけに生息したため、地層の年代決定に使われる(示準化石)。

生存期間が長く特定の環境にだけ生息する化石は、堆積当時の環境を教えてくれる(示相化石)。

▸ 年代 → 示準化石 / 環境 → 示相化石

示準化石は分布が広く生存期間が短いほど、示相化石は特定環境に限られるほど良い。

模試タイプ

化石と年代測定についての説明として正しいものは?

①示相化石は地層の年代決定に最も適する

②示準化石は生存期間が短く分布が広いほど良い

③放射性元素は半減期が1回過ぎるとすべて消える

④半減期が短い元素ほど古い岩石の測定に適する

⑤半減期が1回過ぎると元素の量は1/4に減る

▸ ② 示準化石は生存期間が短く分布が広いほど良い

示準化石は特定の時代を正確に示す必要があるため、生存期間が短く多くの地域に広く分布するほど良い。

地層の年代は示準化石が決め(①)、放射性元素は半減期ごとに半分になるだけで消えず(③)、古い岩石には半減期の長い元素が適し(④)、半減期1回で量は1/2になる(⑤)。

総まとめ

地質時代の核心

先カンブリア(88%)→ 古生代(三葉虫)→ 中生代(恐竜)→ 新生代(哺乳類)

大量絶滅で時代区分·放射年代で年代決定

🎯 試験ポイント

①示準化石:生存期間短·分布広 → 地層年代決定

②示相化石:生存期間長·分布狭 → 堆積環境推定

③放射年代:半減期利用·C-14(5,730年)·U-238(45億年)

④ペルム紀末:史上最大(生物96%絶滅)

⑤K-T絶滅:小惑星衝突 → 恐竜絶滅 → 哺乳類繁栄