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一紀と二紀はどこへ行ったのか(1)地質年代について

2023年06月02日

 地質調査の仕事をしていると、よく「三紀、四紀」という言葉を使います。「ここの地盤は四紀の地層だからちょっと軟らかい」とか、「三紀の岩盤だからしっかりしている」というような感じです。

 ちょっと説明すると、三紀、四紀とは地質年代の新生代(約6600万年前から現在)の中の区分です。正確には、新生代は古い方から古第三紀(6600万年前~2300万年前)、新第三紀(2300万年前~258万年前)、第四紀(258万年前~現在)の三つの紀に区分されます。この古第三紀と新第三紀を合わせて、第三紀と呼ぶことが多いのです。

 地質調査を仕事にして働くようになり、この言葉をよく耳にするようになったのですが、すると当然「三紀、四紀」の前に順番から言って「一紀、二紀」という時代があると思いますよね。というわけで、当時勤めていた会社の社長に聞いてみました。答えは「そんなものはない」でした。

 「えー!!そうなの」と驚いたのですが、地質年代表を見せてもらうと確かにそんな時代はありません。そうなのかと不思議に思ったものです。

 さらに地質年代表に「原生代、太古代(始生代)、冥王代」という時代区分が加えられているのを見つけました。私が高校で地学を習った頃は、古生代の前は先カンブリア代と一括されていました。

               地質年代表 

 今回は「一紀、二紀」はどこへ行ってしまったのか、なぜ新たな時代区分が加えられたのか、ということを話したいと思います。

 まず強調しておかなければならないことは、地質時代の区分はここ50年位で概念が変わり、正確になったことです。これは、地球の歴史がプレートテクトニクス理論の登場により、マントル対流を駆動力とした大陸の成長―分裂と合体の歴史として編み直されてきたこと、微細な生物化石を分類、分析できるようになったこと、そして放射性年代測定技術により地層の絶対年代が確定できるようになったことによります。

 実は第一紀、第二紀という言葉は、昔はあったのです。1759年、イタリアの地質学者ジョバンニ・アルディノは、イタリア南アルプスの地層を観察、分析し、地質時代を第一紀、第二紀、第三紀に分類しました。第一紀は化石の出ない(つまり生物のいない)時代、第二紀は、化石はあるが現在の生物とは違ったへんてこな生き物のいた時代、第三紀は現在の生き物に近い化石が出る時代としたのです。後にヒト科の化石が出る時代として第四紀が加えられました。しかし、化石の出ない時代の第一紀は、そもそも化石の無い火成岩や、この当時では見分けられない微細な化石がある地層すべてを含んでいました。

 地質学の父といわれるイギリスの土木技師・地質学者のウィリアム・スミス(1769-1839)は、炭鉱の調査、運河の建設などに従事しながら、イギリス各地の地盤や化石を観察し、地層累重の法則(地層は下から上に古い順に重なっている)、示準化石による年代決定法=地層同定の法則(同じ化石のある地層は同じ時代の地層である)を見出し、初めてイギリスの地質図を作成しました。その後、同じイギリスのチャールズ・ライエル(1797-1875)は、現在も過去も作用する自然法則は同じであり、長い時間をかけて現在目にしている地質構造ができあがったとする「斉一説」を提唱しました。

       ウィリアム・スミスによるイギリスの地質図

 スミス、ライエルの示した地質学の考え方によって、示準化石(その時代を特徴づける化石)による分類と、地層累重の法則による研究が進み、第二紀は、古生代、中生代と細分化され、第三紀と第四紀は新生代に統合され、その中の区分として生き残ったのです。しかし、まだこの時代では地層の分類は相対的に古い、新しいとは言えても、何年前の地層かということは不明のままでした。

 19世紀には、地球の歴史は数千万年の範囲であろうと想定されていました。これが一気に変わったのは、20世紀初頭に放射性同位体が発見され、放射性年代測定技術が開発されてからです。1927年に、イギリスの地球物理学者アーサー・ホームズは地球の年齢を16億年~30億年の間としました。地球の年齢は一気に100倍も伸びたのです。

 ところでこの地質年代表の最初、地球誕生は約46億年前となっています。しかし、この年代の地層や岩石は地球上には残っていません。では何をもってこの年代を決定したかというと、地球外の証拠で決めているのです。

 地球にはときどき隕石が落ちてきます。隕石は太陽系の惑星空間から地球表面に落下してきたもので、太陽系生成の初期、原始惑星ができた当時に惑星になり損ねた物質であろうと考えられています。そして、放射性年代測定により隕石のほとんどがおよそ46億年前にできたことがわかっています。つまり、太陽系、原始地球ができた時代は約46億年前であることを示しているのです。