絶滅イベント

絶滅イベント （大量絶滅または生物危機とも呼ばれる）は、地球上の生物多様性が広範囲かつ急速に減少することです。このようなイベントは、多細胞生物の多様性と存在量の急激な低下によって識別されます。絶滅率は、背景絶滅率^[1]および種分化率に対して増加したときに発生します。過去 5 億 4000 万年間の主要な大量絶滅の数は、5 回から 20 回を超えると推定されています。これらの違いは、「主要な」絶滅イベントを構成するものに関する意見の相違と、過去の多様性を測定するために選択されたデータに起因しています。

1982年に発表された画期的な論文で、ジャック・セプコスキとデイビッド・M・ラウプは、多様性の喪失が著しい5つの地質学的区間を特定した。^{[2]これらはもともと、}顕生代における絶滅率の減少傾向の一般的な外れ値として特定されたが、^[3]蓄積されたデータに対してより厳格な統計的検定が適用されるにつれて、現在の顕生代において、多細胞動物は少なくとも5回の大規模な大量絶滅と多数の小規模な大量絶滅を経験したことが明らかになった。^[4]「ビッグファイブ」はそれほど明確に定義することはできないが、むしろ比較的滑らかな絶滅イベントの連続体の中で最大のもの（または最大規模のもののいくつか）を表しているように思われる。^[3]顕生代の5つの大量絶滅はすべて、太古の昔、原生代初期の大酸化イベント（別名酸素大災害）中に、微生物の大量絶滅がはるかに広範囲に及んだと推定される後に起こった。エディアカラ紀の終わり、カンブリア爆発の直前に、さらにもう一つの原生代絶滅事件（規模は不明）が顕生代をもたらしたと推測されている。^[5]

一般的にはこれら5つの出来事にのみ焦点を当てて説明されているが、絶滅の尺度には、これら5つの出来事を、わずかに規模の小さい大惨事と思われる顕生代における他の多くの絶滅出来事と明確に区​​別する線引きは示されていない。さらに、絶滅の影響を計算する方法を変えると、上位5位に他の出来事が入る可能性がある。^[21]

古い出来事の化石記録の解釈はより困難です。その理由は次のとおりです。

• 古い化石は通常、かなり深いところに埋まっているため、見つけるのが困難です。
• 古い化石の年代測定はより困難です。
• 化石の生産性の高い層は、生産性の低い層よりも多く研究されているため、特定の期間は研究されていないままになっています。
• 先史時代の環境事象が堆積プロセスを妨げる可能性があります。
• 海洋化石は陸上の化石よりも保存状態が良い傾向がありますが、陸上での化石の堆積と保存はより不安定です。^[22]

海洋生物多様性の明らかな変動は実際には人為的なものであり、個体数の推定値は異なる時期のサンプル採取に利用できる岩石の量に直接関係している可能性が示唆されている。^[23]しかし、統計分析では、これは観察されたパターンの50％しか説明できないことが示されており、^{[引用が必要] 、菌類の急増（地質学的に}菌類の個体数が急激に増加）などの他の証拠は、広く受け入れられている絶滅イベントのほとんどが現実であることを再確認させている。西ヨーロッパの岩石露出を定量化すると、生物学的な説明が求められてきた多くの小さなイベントは、サンプルの偏りによって最も簡単に説明できることが示された。^[24]

1982 年の画期的な論文 (Sepkoski と Raup) の後に完了した研究では、人間の活動により 6 回目の大量絶滅が進行中であると結論付けられています。

絶滅イベントは、地質学的変化、生態学的影響、絶滅率と起源（種分化）率、そして最も一般的な分類単位間の多様性の損失など、いくつかの方法で追跡できます。初期の論文のほとんどは、Sepkoski（1982、1992）による海洋動物の科の概要に基づいて、分類の単位として科を使用しました。 ^{[41] [42]} Sepkoskiと他の著者による後の論文では、科よりも正確で、種に比べて分類上の偏りや不完全なサンプリングの影響を受けにくい属に切り替えました。 ^[43]これらは、よく議論される15の絶滅イベントによる損失または生態学的影響を推定するいくつかの主要な論文です。これらの論文で使用されているさまざまな方法については、次のセクションで説明します。「ビッグファイブ」の大量絶滅は太字で示されています。

a セプコスキ (1996) によってグラフ化されているが議論されていない。デボン紀後期の大量絶滅と連続していると考えられる。b ペルム紀末の大量絶滅と連続していると考えられる時期。cノーリアン後期のタイムスライス を含む。d 両方のパルスの多様性損失は一緒に計算される。eパルス は隣接するタイムスライスにまたがり、個別に計算される。f 生態学的に重要であると考えられるが、直接分析されていない。g 後期三畳紀の年代学に関するコンセンサスがないため除外される。

20世紀の大半、大量絶滅の研究は不十分なデータによって妨げられてきた。大量絶滅は認知されていたものの、緩やかな進化の傾向が動物相の変化を定義するという、先史時代の一般的な漸進主義的見解に対する不可解な例外と考えられていた。最初の画期的な発見は、ルイス・アルバレス率いるチームによって1980年に発表され、白亜紀末の小惑星衝突の痕跡金属の証拠を発見した。白亜紀末の絶滅に関するアルバレスの仮説は、大量絶滅と壊滅的な説明に新たな一般および科学的な注目を集めた。^[46]

もう一つの画期的な研究は、1982年にデイビッド・M・ラウプとジャック・セプコスキがサイエンス誌に論文を発表した時でした。^[2]セプコスキが作成した絶滅した海洋動物の科の概要を基にしたこの論文^[41]は、時間の経過とともに減少する絶滅率を背景に、海洋科の絶滅の5つのピークを特定しました。これらのピークのうち4つは統計的に有意であり、アッシュギリアン（オルドビス紀末）、ペルム紀後期、ノーリアン（三畳紀末）、およびマーストリヒチアン（白亜紀末）でした。残りのピークは、デボン紀後半に広がった広範囲にわたる高絶滅期間で、その頂点はフラスニアン期でした。^[2]

1980年代を通じて、ラウプとセプコスキは絶滅と起源に関するデータを詳細化して構築し続け、高解像度の生物多様性曲線（「セプコスキ曲線」）と、独自の多様化と絶滅のパターンを持つ連続的な進化動物相を定義しました。 ^{[47] [48] [49] [50] [51] [52]}これらの解釈はその後の大量絶滅研究の強力な基盤を形成しましたが、ラウプとセプコスキは1984年に、大量絶滅の2600万年周期のパターンという、より物議を醸すアイデアも提唱しました。^{[53] 2つの}天文学者チームがこれを太陽系の遠い場所にある仮説上の褐色矮星と関連付け、「ネメシス仮説」を考案しましたが、これは他の天文学者によって強く反論されています。

同じ頃、セプコスキは海洋動物の属の概要を考案し始めた。これにより、研究者はより細かい分類学的解像度で絶滅を調査できるようになる。彼は1986年には早くも進行中の研究の予備的な結果を発表し始め、注目すべき29の絶滅間隔を特定した論文を発表した。^[51] 1992年までに彼は1982年の科の概要も更新し、10年間の新しいデータにもかかわらず、多様性曲線にほとんど変化がないことを発見した。^{[42] [54]} 1996年、セプコスキは、科の絶滅に関する以前の研究と同様に、段階ごとに海洋属の絶滅（純多様性損失の観点から）を追跡した別の論文を発表した。この論文では、サンプルを3つの方法でフィルタリングした。すべての属（フィルタリングされていないサンプルサイズ全体）、複数間隔の属（複数の段階で見つかった属のみ）、および「よく保存された」属（化石記録が乏しいまたは十分に研究されていないグループの属は除く）である。海洋動物科の多様性の傾向も1992年の更新に基づいて改訂された。^[44]

大量絶滅への関心が再燃したため、他の多くの著者が生命への影響という観点から地質学的事象を再評価するようになった。^[55]マイケル・ベントンによる1995年の論文では、海洋と大陸（淡水と陸生）の両方の科の絶滅率と発生率を追跡し、22の絶滅間隔を特定したが、周期的なパターンはなかった。^[56] OH・ウォリス（1996年）とA・ハラムとPB・ウィグナル（1997年）による概説書は、過去20年間の新しい絶滅研究を要約している。^{[57] [58]}前者の文献の1章には、さまざまな規模の地球規模の絶滅と考えられる60以上の地質学的事象が列挙されている。^[59]これらのテキストや1990年代に広く流通した他の出版物は、先史時代の多くの小規模な絶滅と並んで、大量絶滅を「ビッグファイブ」として一般に定着させるのに役立った。

セプコスキは1999年に亡くなりましたが、彼の海洋属の概要は2002年に正式に出版されました。これが大量絶滅のダイナミクスに関する研究の新たな波を引き起こしました。^[43]これらの論文では、その概要を利用して、地質学的段階またはサブステージの文脈における絶滅率と並行して、発生率（新しい種が出現または種分化する率）を追跡しました。 ^{[60]バンバッハ（2006）によるセプコスキのデータのレビューと再分析では、}カンブリア紀の4つの大規模な絶滅を含む18の明確な大量絶滅間隔が特定されました。これらは、多様性の大きな損失と周囲に比べて全体的な絶滅率が高い短いサブステージというセプコスキの絶滅の定義に適合しています。^[45]

バンバッハら (2004) は、「ビッグ ファイブ」絶滅期間のそれぞれが、起源と絶滅傾向の関係において異なるパターンを持っていると考えた。さらに、背景絶滅率は幅広く変動し、より深刻な期間とそれほど深刻でない期間に分けることができる。背景絶滅は、中期オルドビス紀からシルル紀初期、後期石炭紀からペルム紀、ジュラ紀から最近の期間では、起源率に比べて最も深刻ではなかった。これは、後期オルドビス紀、ペルム紀末期、白亜紀末期の絶滅は生物多様性の傾向において統計的に有意な外れ値であったが、後期デボン紀と三畳紀末期の絶滅は、比較的高い絶滅率と低い起源によってすでにストレスを受けていた期間に発生したと主張している。^[61]

フット（2005）が実行したコンピュータモデルは、先史時代の生物多様性のパターンに、滑らかなピークと谷を伴う緩やかで継続的な絶滅率よりも、突発的な絶滅の波の方がはるかによく当てはまることを明らかにした。これは、多様性の変化の主な要因として、急速で頻繁な大量絶滅の有用性を強く支持している。また、パルス状の起源イベントも支持されているが、その程度はパルス状の絶滅に大きく依存している。^[62]

同様に、スタンリー（2007）は絶滅と起源のデータを用いて、さまざまな進化的動物相と分類群間のターンオーバー率と絶滅反応を調査した。以前の著者とは対照的に、彼の多様性シミュレーションは、顕生代全体を通じて生物多様性の成長率が全体的に指数関数的であったことを裏付けている。^[63]

データが蓄積され続けるにつれ、一部の著者は、サンプリングバイアスを考慮に入れた方法を使用して、セプコスキのサンプルを再評価し始めました。1982年には早くも、フィリップ・W・シグノーとジェレ・H・リップスの論文で、絶滅の真の激しさは化石記録の不完全さによって薄められていると指摘されました。^[64]後にシグノー・リップス効果と呼ばれるこの現象は、種の真の絶滅はその最後の化石の後に起こらなければならず、その起源はその最初の化石の前に起こらなければならないことを指摘しています。したがって、化石記録だけを見ると徐々に減少しているように見える種は、突然の絶滅イベントの直前に絶滅したように見える種は、実際にはイベントの犠牲者である可能性があります。Foote (2007) のモデルでは、多くの地質学的段階で、後の段階の絶滅イベントによるシグノー・リップスの「バックスミアリング」により、絶滅率が人為的に膨らんでいたことがわかりました。^[65]

その他のバイアスには、細かいスケールの時間分解能がないため直接評価できない、高回転率または限定された発生頻度の分類群を評価することの難しさが含まれる。多くの古生物学者は、これらすべてのバイアスを考慮するために、生の時間範囲データではなく、ランダムサンプリングと化石の豊富さの希薄化によって多様性の傾向を評価することを選択する。しかし、その解決策はサンプルサイズに関連するバイアスの影響を受ける。特に大きなバイアスの1つは「最近のプル」であり、化石記録（したがって既知の多様性）は一般に現代に近づくにつれて改善されるという事実である。これは、生データだけでは古い地質時代の生物多様性と豊富さが過小評価される可能性があることを意味する。^{[60] [65] [3]}

Alroy (2010) は、多様性の推定におけるサンプル サイズ関連の偏りを回避するために、彼が「シェア クォーラムサブサンプリング」(SQS) と呼ぶ方法を使用しました。この方法では、化石は「コレクション」(時間間隔など) からサンプリングされ、そのコレクションの相対的な多様性を評価します。新しい種 (または他の分類群) がサンプルに入るたびに、コレクション内のその種に属する他のすべての化石が持ち込まれます (コレクションの「シェア」)。たとえば、化石の半分が 1 つの種に由来する偏ったコレクションでは、その種が最初にサンプリングされた場合、すぐにサンプル シェアが 50% に達します。これは、「カバレッジ」または「クォーラム」に達するまでサンプル シェアを加算し続け、事前に設定された望ましいシェア パーセンテージの合計を指します。その時点で、サンプル内の種の数がカウントされます。より多くの種を含むコレクションは、より多くの種を含むサンプル定足数に達することが期待されるため、サンプルサイズに固有のバイアスに頼ることなく、2つのコレクション間の相対的な多様性の変化を正確に比較できます。^[66]

アロイは、絶滅率と発生率の推定における偏りを相殺することを目的とした 3 タイマー アルゴリズムについても詳しく説明しました。特定の分類群は、特定の時間間隔の前、後、および範囲内で見つかる場合は「3 タイマー」、一方の側で時間間隔と重なる場合は「2 タイマー」です。時間間隔の両端にある「3 タイマー」と「2 タイマー」を数え、時間間隔を順番にサンプリングすると、偏りの少ない絶滅と発生を予測する方程式に組み合わせることができます。^[66]その後の論文で、アロイは精度と異常なサンプルに関する長引く問題を改善するために方程式を改良し続けました。^{[67] [68]}

McGhee et al. (2013) は、主に大量絶滅の生態学的影響に焦点を当てた論文で、Alroyの方法に基づいた絶滅の深刻度の新しい推定値も発表しました。これらの新しい推定値によると、多くの絶滅の影響は大幅に大きくなりましたが、いくつかはそれほど顕著ではありませんでした。^[12]

スタンリー (2016) は、絶滅の深刻さに関する以前の推定値に共通していた 2 つの誤りを取り除こうとした別の論文です。最初の誤りは、単一の時間スライスにのみ固有の属である「シングルトン」を不当に除去したことです。これらを除去すると、ターンオーバー率の高いグループや、多様化の初期段階で中断された系統の影響が隠れてしまいます。2 つ目の誤りは、背景絶滅と、同じ短い時間間隔内の短い大量絶滅イベントを区別することが難しいことです。この問題を回避するために、大量絶滅のない段階またはサブステージについて、多様性の変化 (絶滅/発生) の背景率を推定し、その後の大量絶滅のある段階に適用すると仮定しました。たとえば、サントニアン段階とカンパニアン段階はそれぞれ、K-Pg 大量絶滅前のマーストリヒチアンにおける多様性の変化を推定するために使用されました。絶滅の集計から背景絶滅を差し引くと、サンプルされた 6 つの大量絶滅イベントの深刻さの推定値が軽減される効果がありました。この効果は、デボン紀のような背景絶滅率の高い時期に起こった大量絶滅ではより強かった。^[14]

地球上の多様性とバイオマスのほとんどは微生物によるもので、化石で測定するのが難しいため、記録に残る絶滅は、生物の多様性と豊かさ全体ではなく、観察が容易で生物学的に複雑な生物圏の構成要素に影響を与えるものである。 ^[69]このため、十分に文書化された絶滅は、原生代の酸素大災害を除いて顕生代に限られている。顕生代以前は、すべての生物は微生物か、多細胞生物の場合は軟体動物だったからである。おそらく、しっかりした微生物の化石記録がないため、大量絶滅は主に顕生代の現象であるように思われ、硬い体の部分を持つ大型で複雑な生物が出現する前は、観察可能な絶滅率が低いように見えるだけかもしれない。^[70]

絶滅は不均一な速度で起こる。化石記録に基づくと、地球上の絶滅の背景速度は、 100万年ごとに海洋動物の分類学上の 科約2～5種である。 ^[c]

約24億5千万年前の古原生代に発生した酸素大災害は、史上初の大量絶滅イベントである可能性が高い。ある意味では史上最悪のものだったかもしれないが、その直前の地球の生態系は十分に理解されておらず、原核生物の属の概念は複雑な生命の属と大きく異なっていたため、たとえ古原生代の生命についてよりよく知られていたとしても、それを「ビッグファイブ」のどれかと意味のある形で比較することは難しいだろう。^[71]

カンブリア爆発以降、さらに5回の大規模な大量絶滅が起こり、背景絶滅率を大幅に上回った。最も新しくよく知られている白亜紀-古第三紀の絶滅は約6600万年前（100万年前）に発生し、地質学的に短期間に動物と植物の種が大規模に大量絶滅した。^[72]顕生代の5回の主要な大量絶滅に加えて、より小規模な大量絶滅が数多く発生しており、人間の活動によって引き起こされている進行中の大量絶滅は、第6の大量絶滅と呼ばれることもある。^[73]

大量絶滅は、地球上の生命の進化を加速させることもある。特定の生態学的地位の優位性が生物群から他の生物群に移る場合、それは新しい優位な群が古い群より「優れている」からということは稀で、通常は絶滅イベントによって古い優位な群が排除され、新しい群が優位になるという適応放散と呼ばれるプロセスによる。^{[74] [75]}

たとえば、哺乳類形質（「ほぼ哺乳類」）とその後の哺乳類は恐竜の支配下を通じて存在していたが、恐竜が独占していた広大な陸生脊椎動物のニッチで競争することはできなかった。白亜紀末の大量絶滅により、非鳥類型恐竜が消滅し、哺乳類が広大な陸生脊椎動物のニッチに進出することが可能になった。恐竜自身は、主なライバルであるクルロタルサンのほとんどを絶滅させた三畳紀末の大量絶滅の恩恵を受けていた。同様に、単弓類内では、ペンシルベニア紀とシスラリア紀の進化的放散期に発生した分類群（側系統群であるにもかかわらず、しばしば「盤竜類」と呼ばれる）が獣弓類に置き換えられたのは、クングリアン期とローディアンの移行期の頃で、これはしばしばオルソンの絶滅^{[76] [77]}と呼ばれる（これは劇的で短期間の出来事ではなく、2000万年にわたる緩やかな衰退である可能性がある^[78]）。

エスカレーション仮説で提唱されている別の観点では、生物間の衝突が多い生態学的ニッチの種は絶滅を生き延びる可能性が低いと予測されています。これは、絶滅イベントのダイナミクス中に競合する生物の個体数レベルが下がると、比較的静的な条件下で種の数を増やして存続できるようにする特性そのものが負担になるためです。

さらに、大量絶滅を生き延びた多くのグループは、数や多様性が回復せず、その多くが長期的に衰退し、しばしば「死にゆく系統群」と呼ばれます。^[79] しかし、大量絶滅後、かなりの期間生き残り​​、わずか数種にまで減少した系統群は、「過去のプッシュ」と呼ばれるリバウンド効果を経験した可能性があります。^[80]

ダーウィンは、食料や空間をめぐる競争、いわゆる「生存競争」のような生物間の相互作用が、物理的環境の変化よりも進化や絶滅を促進する上ではるかに重要であると固く信じていました。彼は『種の起源』の中でこれを述べています。

「種はゆっくりと作用する原因によって生成され、絶滅する...そして、有機体の変化のすべての原因の中で最も重要なものは、変化した物理的条件とはほとんど無関係なもの、すなわち生物と生物の相互関係である - ある生物の改善は他の生物の改善または絶滅を伴う」^[81]

絶滅は2600万年から3000万年ごとに定期的に発生したと様々な著者が示唆している^{[82] [53]}、または多様性は約6200万年ごとに断続的に変動している^{[83] 。主に}天文学的な影響に関する様々なアイデアが、太陽の仮想的な伴星の存在、 ^{[84] [85]、}銀河面の振動、または天の川の渦巻き腕の通過など、想定されるパターンを説明しようと試みている。^[86]しかし、他の著者は、海洋の大量絶滅に関するデータは、大量絶滅が周期的であるという考えや、生態系が徐々に構築されて大量絶滅が避けられない地点に達するという考えとは一致しないと結論付けている。^[3]提案された相関関係の多くは、疑わしいか統計的有意性を欠いていると主張されている。^{[87] [88] [89]}他にも、様々な記録に周期性を裏付ける強力な証拠があり、^{[90]ストロンチウム同位体、 [91]}洪水玄武岩、無酸素イベント、造山運動、蒸発岩の堆積など、非生物的地球化学的変数の周期的変動が一致するという形で追加の証拠があると主張する人もいます。この提案されたサイクルの説明の1つは、大気とマントルの間で炭素を交換する海洋地殻による炭素の貯蔵と放出です。^[92]

大量絶滅は、長期的ストレスが短期的ショックによって悪化したときに起こると考えられている。^[93]顕生代を通じて、個々の分類群が絶滅する可能性は低くなったようで、^[94]これは、食物網がより強固になったこと、絶滅しやすい種の減少、大陸分布などの他の要因を反映している可能性がある。^[94]しかし、サンプリングバイアスを考慮しても、顕生代には絶滅率と発生率が徐々に低下しているように見える。^[3]これは、入れ替わり率の高いグループが偶然に絶滅する可能性が高いという事実を表しているのかもしれない。または、分類学上の産物である可能性もある。科は時間の経過とともに種分化が進み、したがって絶滅しにくくなる傾向がある。^[3]そして、より大きな分類群は（定義上）地質年代の早い時期に出現する。^[95]

また、過去5億年の間に海洋は徐々に生命にとって住みやすい環境になり、大量絶滅に対する脆弱性が低下したとも示唆されているが^{[d] [96] [97]} 、分類レベルでの絶滅の脆弱性が大量絶滅の可能性を高めたり低くしたりするわけではないようだ[ ^{94] 。}

すべての大量絶滅の原因については、いまだ議論が続いている。一般的に、長期的ストレス下にある生物圏が短期的なショックを受けると、大規模な絶滅が起こる可能性がある。^[93]絶滅率と発生率と多様性の相関関係には、根本的なメカニズムが存在すると思われる。多様性が高いと絶滅率が持続的に増加し、多様性が低いと発生率が持続的に増加する。これらの生態学的に制御されていると思われる関係は、より小さな摂動（小惑星の衝突など）を増幅し、観察される地球規模の影響を生み出す可能性が高い。^[3]

特定の大量絶滅に関する優れた理論は、次のようなものである必要があります。

• いくつかのグループ（恐竜など）に焦点を当てるのではなく、すべての損失を説明する。
• 特定の生物群が絶滅し、他の生物群が生き残った理由を説明する。
• 大量絶滅を引き起こすほど強力だが完全な絶滅には至らないメカニズムを提供する。
• 絶滅から推測されるだけでなく、実際に起こったことが証明できる出来事やプロセスに基づいていなければなりません。

原因の組み合わせを考慮する必要があるかもしれない。例えば、白亜紀末の絶滅の海洋的側面は、部分的に時間的に重複したいくつかのプロセスによって引き起こされたようであり、世界のさまざまな地域で重要性のレベルが異なっていた可能性がある。^[98]

アーレンズとウェスト（2006）は、大量絶滅には一般的に2つの原因が必要であるとする「圧力/パルス」モデルを提唱した。それは、生態系への長期的な圧力（「圧力」）と、圧力期間の終わりに向かう突然の大災害（「パルス」）である。^[99]顕生代 全体にわたる海洋絶滅率の統計分析は、長期的な圧力のみでも、大災害のみでも、絶滅率の大幅な増加を引き起こすのに十分ではないことを示唆した。

マクラウド（2001）^{[100]は、コートイロ、イェーガー、ヤン}他（1996）^[101] 、ハラム（1992）^[102]、グリーブとペソネン（1992）^[103]のデータを用いて、大量絶滅と大量絶滅の原因として最も頻繁に挙げられる出来事との関係を要約した。

• 洪水玄武岩イベント（巨大火山噴火）：11回発生、すべて重大な絶滅と関連している^{[e] [f]}しかし、ウィグナル（2001）は、主要な絶滅のうち5回のみが洪水玄武岩噴火と一致し、絶滅の主な段階は噴火前に始まっていたと結論付けました。^[104]
• 海面低下：12回、そのうち7回は重大な絶滅と関連していた。^[f]
• 小惑星の衝突: 1つの大きな衝突は大量絶滅、すなわち白亜紀-古第三紀絶滅イベントと関連している。より小さな衝突は数多くあったが、それらは重大な絶滅とは関連していないか、^{[105]十分に正確に年代を特定できない。}シリヤンリングを形成した衝突は、後期デボン紀絶滅の直前か、それと同時期に起こった。^[106]

大量絶滅の最も一般的に考えられる原因は以下の通りです。

洪水玄武岩イベントによる 大規模な火成岩地域の形成には次のような影響があったと考えられます。

• 塵や粒子状エアロゾルが発生し、光合成を阻害し、陸上と海上で食物連鎖の崩壊を引き起こした^[107]
• 硫黄酸化​​物を放出し、それが酸性雨となって多くの生物を毒化し、食物連鎖の崩壊にさらに寄与した。
• 二酸化炭素を排出し、塵や粒子状エアロゾルが消散すると持続的な地球温暖化を引き起こす可能性がある。

洪水玄武岩の噴火は、活動の脈動と休止期間の中断として発生します。その結果、気候は寒冷化と温暖化の間で変動する可能性がありますが、噴火によって排出される二酸化炭素は数百年にわたって大気中に留まるため、全体的には温暖化に向かう​​傾向があります。

洪水玄武岩事象は、多くの大規模な絶滅事象の原因として関与していると考えられています。^{[108] [109]}大規模な火山活動がケルヴァッサー事件、^{[110] [111] [112]}グアダルピアン末期絶滅事件、^{[113] [114] [115]}ペルム紀末期絶滅事件、^{[116] [117] [118]}スミティアン-スパシアン絶滅、^{[119] [120] [121]}三畳紀-ジュラ紀絶滅事件、^{[122] [123] [124]}トアルシアン海洋無酸素事件、^{[125] [126] [127]}セノマニアン-チューロニアン海洋無酸素事件、^{[128] [129] [130]}白亜紀-古第三紀絶滅事件を引き起こしたか、または寄与したと推測されています。 ^{[131] [132] [133]}および暁新世-始新世温暖化極大期[ ^{134] [135] [136]}大規模な火成岩地域で発現した巨大火山活動と大量絶滅との相関関係は、過去2億6000万年間にわたって示されてきた。^{[137] [138]最近、このような相関関係の可能性は}顕生代全体にわたって拡張された。^[139]

これらは、海底から潮汐地帯、海岸、陸地への遷移の全体または一部を示す、同時期の堆積物の世界的なシーケンスによって明確に示されることが多く、関連領域の岩石が造山運動などの地質学的プロセスによって隆起したという証拠はありません。海面低下は、大陸棚領域（海洋で最も生産性の高い部分）を減少させて海洋の大量絶滅を引き起こす可能性があり、気象パターンを乱して陸上の絶滅を引き起こす可能性があります。しかし、海面低下は、持続的な地球寒冷化や中央海嶺の沈下など、他のイベントの結果である可能性が非常に高いです。

海面低下は、オルドビス紀末、デボン紀後期、ペルム紀末、三畳紀末、白亜紀末の「ビッグファイブ」のすべて、およびビッグファイブに匹敵する深刻さを持つ最近認識されたカピタニアン大量絶滅を含む、ほとんどの大量絶滅と関連している。^{[140] [141]}

2008年にネイチャー誌に掲載された研究では、大量絶滅のスピードと海面および堆積物の変化との関係が明らかにされた。^[142]この研究は、海面に関連した海洋環境の変化が絶滅の速度に重要な影響を及ぼし、海洋の生命の構成を決定づけると示唆している。^[143]

十分に大きな小惑星や彗星の衝突は、塵や粒子状エアロゾルを発生させ、光合成を阻害することで、陸上と海上の両方で食物連鎖の崩壊を引き起こした可能性がある。 ^[144]硫黄を多く含む岩石への衝突により硫黄酸化物が放出され、有毒な酸性雨として降雨し、食物連鎖の崩壊にさらに寄与した可能性がある。このような衝突は、巨大津波や世界規模の森林火災を引き起こした可能性もある。

現在、ほとんどの古生物学者は、約6600万年前に小惑星が地球に衝突したことに同意しているが、その衝突が白亜紀-古第三紀絶滅イベントの唯一の原因であったかどうかについては論争が続いている。^{[145] [146]}それにもかかわらず、2019年10月、研究者らは、6600万年前に非鳥類恐竜の絶滅をもたらした白亜紀のチクシュルーブ小惑星の衝突は、海洋を急速に酸性化し、生態系の崩壊と気候への長期的な影響を生み出し、白亜紀末の大量絶滅の主な原因であったと報告した。^{[147] [148]}

ペルム紀-三畳紀の絶滅事象は、アラグアイニャクレーターの形成時期がペルム紀末の絶滅事象と重なることから、アラグアイニャクレーターを形成した小惑星の衝突によって引き起こされたという仮説も立てられている。 ^{[149] [150] [151]}しかし、この仮説は広く異論を唱えられており、衝突仮説はほとんどの研究者によって否定されている。^{[152] [153] [154]}

シヴァ仮説によれば、太陽が天の川銀河面を通過するため、地球は約2700万年に一度小惑星の衝突が増加し、2700万年間隔で絶滅イベントを引き起こしている。この仮説を裏付ける証拠は、海洋と非海洋の両方の文脈でいくつか浮上している。^[155]あるいは、太陽が銀河の高密度の渦巻き腕を通過すると、衝突イベントの増加により、地球の大量絶滅が同時に起こる可能性がある。^[156]しかし、CO分子線放射における天の川の渦巻き構造の地図に基づいて、渦巻き構造を通過する太陽の影響を再分析したが、相関関係は見つからなかった。^[157]

近くのガンマ線バースト（ 6000光年未満）は、地球のオゾン層を破壊するほど強力であり、生物は太陽からの紫外線に対して脆弱になります。 ^[158]ガンマ線バーストはかなりまれで、特定の銀河で100万年に数回しか発生しません。^{[159]ガンマ線バーストが}オルドビス紀末の大量絶滅 を引き起こしたと示唆されており、^{[160] [161]}ハンゲンベルク事件の原因として超新星が提案されています。^[162] 25光年以内の超新星は、地球から大気を剥ぎ取ります。今日、太陽系の近隣には、地球上の生命に危険な超新星を生み出すことができる重要な恒星はありません。^[163]

地球規模の持続的かつ著しい寒冷化は、極地や温帯に生息する多くの種を死滅させ、他の種を赤道方向への移住を強いる可能性がある。また、熱帯種が生息できる地域が減少する可能性がある。また、主に地球上の水が氷や雪に閉じ込められることで、地球全体の気候が平均的に乾燥化することが多い。現在の氷河期の氷河サイクルは生物多様性に非常に軽微な影響しか与えていないと考えられているため、著しい寒冷化が存在するだけでは大量絶滅を説明するには不十分である。

地球規模の寒冷化がオルドビス紀末期、ペルム紀～三畳紀、後期デボン紀の絶滅、およびおそらくその他の絶滅の原因となった、あるいは一因となったと示唆されている。持続的な地球規模の寒冷化は、洪水玄武岩の出来事や衝突による一時的な気候への影響とは区別される。

これは逆の効果をもたらすだろう。熱帯種が利用できる領域が拡大する。温帯種は死滅するか極地へ移住を強いられる。極地種の深刻な絶滅を引き起こす可能性がある。主に氷と雪が溶けて水循環の量が増加することで、地球の気候は平均してより湿潤になることが多い。また、海洋で無酸素状態を引き起こす可能性もある（下記参照）。

地球温暖化が大量絶滅の原因であるという説は、最近のいくつかの研究によって裏付けられている。^[164]

持続的な温暖化の最も劇的な例は、小規模な大量絶滅の1つと関連した暁新世-始新世温暖化極大期である。また、この極大期は三畳紀-ジュラ紀絶滅イベントを引き起こしたとも示唆されており、このイベントでは海洋生物の20％が絶滅した。さらに、ペルム紀-三畳紀絶滅イベントは温暖化によって引き起こされたと示唆されている。^{[165] [166] [167]}

クラスレートとは、ある物質の格子が別の物質の周囲にケージを形成する複合体である。メタンクラスレート（水分子がケージになっている）は大陸棚に形成される。これらのクラスレートは、例えば突然の地球温暖化や海面の急激な低下、さらには地震などにより、温度が急上昇したり、クラスレートにかかる圧力が急低下したりすると、急速に分解してメタンを放出する可能性が高い。メタンは二酸化炭素よりもはるかに強力な温室効果ガスであるため、メタン噴火（「クラスレートガン」）は急速な地球温暖化を引き起こす可能性があり、噴火自体が地球温暖化によって引き起こされた場合は、地球温暖化をさらに深刻化させる可能性がある。

このようなメタン噴出の最も可能性の高い兆候は、堆積物中の炭素13と炭素12の比率が突然減少することである。これは、メタンクラスレートには炭素13が少ないためである。しかし、他のイベントでも炭素13の割合が減少する可能性があるため、変化は非常に大きくなければならない。^[168]

「クラスレートガン」メタン噴出は、ペルム紀末の絶滅（「大絶滅」）と、より小規模な大量絶滅の 1 つと関連した暁新世-始新世温暖化極大期に関係していたと示唆されている。

無酸素現象とは、海洋の中層、さらには上層で酸素が不足したり、完全に欠乏したりする状況を指します。その原因は複雑で議論の余地がありますが、既知の事例はすべて、主に大規模な火山活動による深刻で持続的な地球温暖化に関連しています。^[169]

無酸素イベントが、オルドビス紀-シルル紀^{[170] [171] [172]} 、後期デボン紀^{[173] [ 174] [175]、} カピタニアン^{[176] [177] [178]、} ペルム紀-三畳紀[ ^{179] [180] [181]}、三畳紀-ジュラ紀^[182]の絶滅、ならびにいくつかのより小規模な絶滅（イレビケン、ルンドグレニ、ムルデ、ラウ、スミティアン-スパシアン、トアルシアン、セノマニアン-チューロニアンイベントなど）を引き起こしたか、または一因となったと示唆されている。一方、中期白亜紀からは無酸素イベントを示唆するものの大量絶滅との関連はない黒色頁岩層が広範囲に分布している。

必須微量元素（特にセレン）の潜在的に致死的な低レベルまでの生物学的利用能は、海洋における少なくとも3回の大量絶滅イベントと一致しており、おそらくその一因となったことが示されています。それは、オルドビス紀末、中期および後期デボン紀、および三畳紀末です。酸素濃度が低い時期には、非常に溶解性の高いセレン酸（Se ⁶⁺）が、はるかに溶解性の低いセレン化物（Se 2- ）、元素状セレン、および有機セレン複合体に変換されます。これら^{の絶滅イベント中のセレンの生物学的利用能は、現在の海洋濃度の約1％に低下しましたが、これは多くの}現存する生物にとって致命的であることが証明されているレベルです。 ^[183]

英国の海洋学者で大気科学者のアンドリュー・ワトソンは、完新世には過去の無酸素現象を引き起こした過程を彷彿とさせる多くの過程が見られるが、本格的な海洋無酸素症が発症するには「数千年かかる」と説明した。^[184]

カンプ、パブロフ、アーサー（2005）は、ペルム紀-三畳紀の絶滅イベントの期間中、温暖化により海洋の光合成プランクトンと深海の硫酸塩還元細菌のバランスが崩れ、大量の硫化水素が排出され、陸上と海上の両方の生物が汚染され、オゾン層が著しく弱まり、生き残った生物の多くが致命的なレベルの紫外線にさらされたと提唱している。^{[185] [186] [72]}

海洋逆転は熱塩循環の混乱であり、表層水（蒸発により深層水よりも塩分濃度が高い）が真下に沈み、無酸素の深層水が表面に浮上し、その結果、表層と中層に生息する酸素呼吸生物のほとんどが死滅する。これは氷河期の初めか終わりのどちらでも発生する可能性があるが、氷河期の初めの逆転は、その前の温暖期に大量の無酸素水が生成されているため、より危険である。^[187]

海面後退（海面低下）や無酸素現象などの他の海洋災害とは異なり、転覆は岩石に簡単に識別できる「痕跡」を残さず、他の気候や海洋の現象に関する研究者の結論の理論的な結果です。

海洋の反転がデボン紀後期とペルム紀-三畳紀の絶滅を引き起こした、あるいはその一因となったと示唆されている。

一説によると、地磁気逆転の増加期間により地球の磁場が弱まり、大気が太陽風にさらされる期間が長くなり、酸素イオンが大気から逃げる速度が3～4桁増加し、酸素が壊滅的に減少するという。^[188]

大陸が何らかの配置に移動すると、いくつかの方法で絶滅を引き起こしたり、絶滅に寄与したりする可能性があります。氷河期の開始または終了、海流と風の流れの変化による気候の変動、航路や陸橋の開通により、以前は孤立していた種が適応が不十分な競争にさらされる（たとえば、南北アメリカの間に陸橋ができた後に、南アメリカ固有の有蹄類のほとんどと大型後獣類のすべてが絶滅した）。大陸移動によって、地球の陸地の大部分を含む超大陸が形成されることもあり、上記の影響に加えて、大陸棚（海洋で最も種の豊富な部分）の総面積が減少し、季節による変動が激しい可能性のある広大で乾燥した大陸内部が形成される可能性があります。

もう一つの説は、超大陸パンゲアの誕生がペルム紀末の大量絶滅に寄与したというものである。パンゲアはペルム紀中期から後期ペルム紀への移行期にほぼ完全に形成されており、この記事の冒頭にある「海洋属の多様性」の図は、その時期に始まった絶滅のレベルを示している。ペルム紀末の「大絶滅」によって影が薄くなっていなければ、「ビッグファイブ」に含まれる資格があったかもしれない。^[189]

他にも、新しい病気の蔓延や、特に成功した生物学的革新による単純な競争の敗北など、多くの仮説が提唱されてきました。しかし、それらはすべて、通常、次のいずれかの理由で却下されました。証拠のないイベントやプロセスが必要である、入手可能な証拠に反するメカニズムを仮定している、すでに却下または置き換えられた他の理論に基づいている、などです。

科学者たちは、人間の活動によって、過去のどの時点よりも多くの植物や動物が絶滅する可能性があると懸念している。人間が引き起こした気候変動（上記参照）に加えて、これらの絶滅の一部は、乱獲、乱獲、外来種、または生息地の喪失によって引き起こされる可能性がある。2017年5月に米国科学アカデミー紀要に発表された研究では、人口過密や過剰消費などの人為的原因の結果として、6回目の大量絶滅イベントに似た「生物学的絶滅」が進行中であると主張した。この研究では、かつて地球上に生息していた動物の個体数の50％がすでに絶滅しており、人類の存在基盤も脅かされていると示唆されている。^{[191] [30]}

太陽が最終的に温暖化して膨張し、大気中の二酸化炭素が最終的に減少すると、さらに大規模な絶滅を引き起こす可能性があり、微生物さえも絶滅させる可能性があります（言い換えれば、地球は完全に不毛になります）。膨張する太陽によって引き起こされる地球温度の上昇により、風化の速度が徐々に増加し、その結果、大気からますます多くのCO2が除去されます_。CO2レベルが低くなりすぎると_{（おそらく50 ppm）、ほとんどの植物は死滅しますが、草や苔などのより単純な植物は、 CO2}レベルが10 ppmに下がるまでずっと長く生き残ることができます。^{[192] [193]}

光合成生物がすべていなくなると、大気中の酸素はもはや補充できず、最終的には火山の噴火などによる大気中の化学反応によって除去される。最終的に酸素の喪失により、残存する好気性生物はすべて窒息死し、単純な嫌気性原核生物だけが残る。約10億年後に太陽が10%明るくなると、^[192]地球は湿潤温室効果により海が沸騰し、地球の液体の外核は内核の膨張により冷却され、地球の磁場が停止する。磁場がなければ、太陽からの荷電粒子が大気を枯渇させ、地球の温度をさらに28億年で平均約420 K (147 °C、296 °F) まで上昇させ、地球に残った最後の生命が絶滅する。これは気候が原因の絶滅イベントの最も極端な例である。これは太陽の寿命の後半にのみ起こるため、地球史上最後の大量絶滅となるだろう（ただし、非常に長い期間にわたる絶滅となる）。^{[192] [193]}

大量絶滅の影響は多岐にわたります。大規模な絶滅の後は、多様な生息地で生息できる能力を持つ雑草種のみが生き残ります。 ^[194]その後、種は多様化し、空いたニッチを占めます。一般的に、絶滅後、生物多様性が回復するには数百万年かかります。 ^[195]最も深刻な大量絶滅では、1500万年から3000万年かかることもあります。^[194]

顕生代最悪の出来事であるペルム紀-三畳紀絶滅は、地球上の生命を壊滅させ、種の 90% 以上を死滅させた。ペルム紀-三畳紀絶滅後、生命は急速に回復したように見えたが、これは主に、丈夫なリストロサウルスなどの災害分類群の形で起こった。最新の研究によると、高い生物多様性、複雑な食物網、多様なニッチを備えた複雑な生態系を形成した特殊化した動物は、回復にはるかに長い時間がかかったことが示されている。この長い回復は、回復を阻害した絶滅の波が続いたことと、三畳紀前期まで続いた長期にわたる環境ストレスによるものと考えられている。最近の研究によると、回復は絶滅から 400 万年から 600 万年後の三畳紀中期の初めまで始まらなかったことが示されている。 ^[196] また、一部の研究者は、回復はペルム紀-三畳紀絶滅から 3000 万年後、つまり三畳紀後期まで完了しなかったと推定している。^[197] PT絶滅後、種がより狭い範囲を占めるようになり、地方化が進みました。これはおそらく、現存種をニッチから排除し、最終的に再多様化の舞台を整えたと考えられます。^[198]

植物の化石記録に固有の偏りを考慮すると、大量絶滅が植物に及ぼす影響を定量化するのはやや困難です。一部の大量絶滅（ペルム紀末など）は植物にとって同様に壊滅的でしたが、デボン紀末など他の大量絶滅は植物相に影響を与えませんでした。^[199]

メディアでは絶滅レベルイベント（ELE）という用語が使われてきました。^{[200] [201]} 1998年の映画「ディープ・インパクト」では、地球への彗星の衝突をELEとして描いています^。[202]

• 「衝突の影響を計算する」。月惑星研究所。アリゾナ州ツーソン：アリゾナ大学。
• 「種の同盟」。– 「生命の呼び声：大量絶滅に立ち向かう」と題した大量絶滅に関するドキュメンタリーを制作している非営利団体
• 「星間塵雲による絶滅理論」。space.com。2005年3月4日。
• 「Sepkoski の海洋動物の世界的属データベース」。地質学。ウィスコンシン大学。– 絶滅率を自分で計算してみましょう!