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石灰質ナノ化石は、現代の円石藻類によって堆積された円石に似た、直径が30マイクロメートル未満の微小化石の一種です[ 1 ]。ナノ化石は、それらを構成する単細胞生物(ナノプランクトン)の豊富さと急速な進化 [ 3 ]、および堆積物サンプルの取り扱いの容易さ [ 4 ] により、地質年代学的データの便利な情報源となっています。石灰質ナノ化石の生物層序学および古生態学の分野における実用的な応用[ 5 ]は、1968 年に深海掘削計画[ 4 ]によって深海掘削が本格化してから明らかになり、それ以来、広範に研究されてきました [ 5 ]。ナノ化石は、 2億2000 万年の連続した歴史を持つ、最も重要な古生物学的記録の 1 つを提供します[ 6 ] 。
クリスティアン・ゴットフリート・エーレンベルクは、リューゲンの白亜を調べている際に、1836年に後に「ココリス」と呼ばれるものを観察し記録し、彼の著書『ミクロ地質学』（1854年）の中でココリスとディスコスターを図示し、これらの円盤を一種の複雑な球状凝結物として誤って分類した。T・H・ハクスリーは、 1858年に（その形状がプロトコッカスに似ていることから）ココリスという用語を造語し、その無機質の性質に同意した。 [ 5 ] 1861年、ジョージ・チャールズ・ウォリッチと、独立してヘンリー・クリフトン・ソービーは、ココリスの集合体であるココスフィアを観察した後、ココリスの有機質を解明した。その後、ハクスリーは見解を変え、ココリスは未知の生物、バチビウス・ヘッケリイの骨格要素であり、原始的な有機生命体であると宣言した。チャレンジャー号探検隊の目的の一つはバチビウスの性質を理解することであったが[ 7 ]、船上の科学者たちは、ココスフィア内の円盤をまとめているように見えるゲル状の物質はサンプルの処理の結果であるという結論に達し[ 7 ] 、後にココリスは微小なナノプランクトン藻類の防御装甲であると宣言した（この用語は、通常の植物プランクトン網を通過する60ミクロン未満の最小のプランクトンを識別するために、 1909年にハンス・ローマンによって造られた）。[ 4 ]
20世紀初頭のナノプランクトンの分類学的研究（エルヴィン・カンプトナー、ジョルジュ・デフランドル、トリグヴェ・ブラールド[ 8 ]）により、MN ブラムレットとWR リーデル[ 9 ]はナノ化石を生物層序学にうまく利用できた（1954年）。深海掘削計画（DSDP、1968年）は、この技術の威力を示した。掘削コアが船上に引き上げられてから数分以内に層序的位置が判明した。同時に、連続したDSDPコアは、ナノ化石生物帯を設定するための確固たる基盤を提供した。[ 4 ]包括的な年代区分を確立するには数十年かかった（例：マルティーニ 1971年、シシング 1977年、ロス 1978年、岡田＆ブクリー 1980年）。[ 10 ]
研究者たちは1950年代半ばに透過型電子顕微鏡の使用を開始し、 1960年代と1970年代には走査型電子顕微鏡に移行した。1952年にそれぞれKamptnerとBraarud & Nordliによって導入された交差偏光照明と位相差照明を備えた光学顕微鏡は、現在でも日常的な野外調査に使用されている。[ 9 ]
この分野の用語は時間の経過とともに進化し、ナノ化石は、特に1950年代と1960年代に出版された文献では、「ナノプランクトン」や「ココリス」、その他いくつかの名称でも呼ばれることがあります。「石灰質ナノ化石」という用語は、DSDPの出版物で採用され（それ以前はほとんど使用されませんでしたが）、1970年代初頭に普及しました。[ 4 ] 「石灰質」はラテン語のcalx 、「石灰」に由来し、「石灰を含む」という意味です。[ 11 ]
Siesser & Haq は、一般的な使用法を次のように説明しています。[ 12 ]
シーザーとハク自身は、生きている生物か絶滅した生物かを問わず、すべての生物を指す一般的な用語としてナノプランクトンを用い、化石形態を具体的に記述する際にはナノ化石という用語を用いている。
石灰質ナノ化石の複数の特徴により、それらは生物層序学および生物年代学の貴重なツールとなる。[ 13 ]
石灰質ナノ化石は、後期三畳紀から現代までの堆積物中に見られる。石灰質ナノプランクトンの生物多様性はジュラ紀と白亜紀に増加し、後期白亜紀には約150種でピークに達した。[ 15 ]
地層学における生物帯の境界は、化石の含有量と分布に大きな変化が生じる地層内の地点である生物層準によって定義されます。生物層準に使用される典型的なイベントは、最初の出現、最後の出現、分類群の個体数の変化です。地層学的順序で配置された生物帯の組み合わせは、帯状区分（または区分図）となります。[ 10 ]
新第三紀に21の生物帯、古第三紀に25の生物帯を設けた最初の新生代生物帯区分は、1971年にマルティーニによって発表されました。この区分では、新第三紀にはNN、古第三紀にはNP（最初のNはナノプランクトンを表す）で始まる英数字表記が用いられ、最も深い地層から番号が付けられました。岡田とブクリーは1980年に、CNとCP（Cはココリスを表す）の文字で番号付けされたゾーンを用いた独自の区分を導入しました。アグニーニらは2017年にこれらの区分を統合し、信頼性の低い生物帯に新しい生物帯を再導入した結果、暁新世にはCNP 、始新世にはCNE、漸新世にはCNO 、中新世にはCNM、鮮新世/更新世にはCNPL （CNは石灰質ナノ化石を表す）でコード化された区分が生まれました。[ 16 ]
合意された層序基準は、国際層序委員会によってグローバル境界層序標準断面および地点（GSSP）としてコード化されている。石灰質ナノ化石は、ごくわずかな例外を除いて、新生代のGSSP境界の位置を示す明確な生物層準を提供している。[ 16 ]
石灰質ナノ化石は、陶器、モザイク片、絵画の地、彫像、石造物など、さまざまな遺物の起源を特定するために考古学で使用されています。 [ 17 ]