地学地質・歴史理科

化石は大きく2種類に分けられる!示準化石と示相化石の特徴を地球科学専攻卒が5分でわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。みんなは化石を発掘したことはあるか?
俺が小さい頃、テレビや科学雑誌で化石を見るたびに絶対自分で発掘してみたいと意気込んで、山に化石取りに行ったもんだ。葉っぱや貝の化石なんかはよく見つけたな。
化石には当時の情報がたくさん含まれていて、どのような情報が含まれているかによって大きく2種類に分けることができるんだ。

今回は化石の種類について、地学に詳しいライターオリビンと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/オリビン

地球科学専攻で修士課程を卒業した岩石大好きな実験助手。普段から岩石・化石採集に出かけているため地球科学の知識が豊富。家の中には採集してきた岩石や化石がたくさんある。

化石とは?

image by iStockphoto

アンモナイトや恐竜についてはメディアにもよく登場するため、見たり聞いたりしたことのある人は多いでしょう。アンモナイトや恐竜はとても昔に存在した生き物ですよね。ではなぜ私達はそんな昔の生き物について知っているのでしょうか。それは、昔の生き物が「化石」として地球上に存在しているからです。

化石とは何億~何万年も昔の生き物の遺骸や足跡、住処などが砂や泥に埋もれて地層の中に残ってできます。地層は何層にも積み重なり、化石は石のように硬くなって保存されるのです。化石の発掘は昔川や湖だった場所、もしくは現在も川や湖の場所でよく発見されますよね。なぜ水辺が多いのでしょうか?

化石の出来方

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普通、生物の遺骸などは微生物によって分解されるため地層の中には残らないのですが、水中などの酸素が少ない環境だと肉などの柔らかい部分は腐敗によりなくなり、骨などの硬い部分だけが分解されずに残ります。化石に骨や歯が多いのはこのためですね。化石のできる場所は、流れの強い川や海の中だと遺骸は流されてばらばらになってしまうため、流れの殆どない水中であることが重要です。このような水中で生物の遺骸等の上に泥や砂が堆積し、それがどんどん厚く溜まっていくと泥や砂の重みで生物の遺骸は圧縮され、石のように固くなります。こうして化石は地層の中にできるのです。

例外として、遠海に浮遊していた有孔虫や放散虫と言われる殻を持った生き物では少しだけ化石のでき方が異なります。有孔虫や放散虫の殻は炭酸カルシウムや珪酸塩でできているのですが、普通これらの生き物が死ぬと殻の成分は海水中に溶けてしまうのです。しかし、ある深さより深いところで死ぬと海水に殻の成分が溶けなくなるため、有孔虫や放散虫は化石として残ることができます。

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化石はどこでもできるわけではなく、流れの少ない水中だけなんだ。他の例として地上でも火山灰が一気に積もることで化石となる場合もあるぞ。

化石の種類

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生き物といえば暑い地域に住む生物や寒い地域に住む生物など、基本的には限られた環境に限られた生き物が生息しています。また、もう絶滅してしまって限られた時代にしか生息していなかった生き物もいるかも知れません。化石として発掘された生き物も、当時どのような環境に生息していたのかや、どれくらい昔に生存していたのかはそれぞれ違います。つまり、化石によってどのような環境や時代に生息していたのか推測することができるのです。このように、化石になった生き物が当時どのように生息していたかによって化石の種類は大きく2つに分けて考えられています。

示準化石

示準化石

image by Study-Z編集部

現在は地層中の石の化学成分を調べることでその石がどれくらい前にできた石なのかを調べることができますが、科学技術がまだ未熟だった時代はどのように地層の年代を調べていたでしょうか?

昔の生物はある時代ではどこでも見かけるくらいたくさん増えていたけれど、違う時代では環境の激変などにより殆ど見かけなくなっているということがよくあります。たくさん増えていた時代の地層であれば、どんなに離れた場所の地層からも同じ生き物の化石が産出するため、その地層の年代を決めるための手がかりとなるのです。このように、その地層の年代を決めるために重要な手がかりになる化石のことを示準化石といいます。どれくらい昔に堆積したかは科学技術の発達によって放射性同位体を調べることでわかるようになったんですよ。これは放射性元素によって量が半分になるまでの時間が決まっているため、化石の中に含まれている元素の量を調べることで推測できます。しかし、元素によっては誤差が大きいためキッチリ何年前と言うことは難しいようです。

恐竜を例にすると、恐竜は中生代の白亜紀やジュラ紀に多く生息していたため、恐竜化石を含んでいる地層は中生代に堆積したと考えます。しかも、恐竜はある時代を最後にほとんどが絶滅してしまったため、恐竜化石の含まれている地層が中生代であると明確にわかるんですよ。示準化石とできるポイントはこのように大量絶滅があり、ある時代を境にパッタリと姿が見えなくなるということも重要です。他にも示準化石となる化石の例を以下に挙げてみました。

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