ヒルナンティアン期は、古生代オルドビス紀の国際的に認められた最後の段階です。約210万年間、4億4520万年前から4億4310万年前までの短い期間でした。[ 8 ]ヒルナンティアン期の初期は、寒冷な気温、大規模な氷河作用、および海面の大幅な低下が特徴でした。ヒルナンティアン期の後期には、気温が上昇し、氷河が溶け、海面は氷河作用以前と同じか、わずかに高いレベルに戻りました。
ほとんどの科学者は、この気候変動がこの時期に起こった大規模な絶滅事象の原因であると考えています。実際、ヒルナンティアン期(オルドビス紀末期、またはオルドビス紀-シルル紀境界とも呼ばれる)の大量絶滅は、地質史上2番目に大きな大量絶滅です。海洋生物の約85%が死滅しました。これより規模が大きかったのは、ペルム紀末期の大量絶滅だけです。しかし、多くの小規模な絶滅事象とは異なり、オルドビス紀末期の大量絶滅の長期的な影響は比較的小さいものでした。気候変動の後、気候は以前の状態に戻り、生き残った種はすぐに(200万年から300万年以内に)以前存在していた種と非常によく似た種へと進化しました。
ヒルナンティアンという地名は、ウェールズ北部のバラの南にあるクム・ヒルナントにちなんで名付けられた。クム・ヒルナントとは、ウェールズ語で「長い流れの谷」という意味である。
この段階は 1933 年に BB バンクロフトによって導入されました。[ 9 ]バンクロフトが提案したように、ヒルナンティアンにはヒルナント石灰岩と関連する堆積層が含まれていました。これらの層はオルドビス紀の堆積物の最上部に位置し、腕足類、三葉虫、その他の「殻を持つ」または硬い殻を持つ動物を含む動物相が優勢でした。1966 年、DA バセット、ハリー ブラックモア ウィッティントン、および A. ウィリアムズは、ロンドン地質学会誌にヒルナンティアン段階の改良を提案しました。これにより、段階はヒルナント石灰岩の一部であるフォエル イ ディナス泥岩全体を含むように拡張されました。この拡張により、ヒルナンティアン段階は現在の範囲になりました。[ 10 ]
国際層序委員会(ICS) は当初、上部オルドビス紀を 2 つの段階に分けました。しかし、かなりの調査の結果、この区分の上部段階を収容できる単一の動物相帯は存在しないことが判明しました。そのため、2003 年に ICS は、公式の国際タイムスケールに新しい段階を追加することを決定しました。これは、バンクロフトの段階にちなんでヒルナンティアンと名付けられました。2006 年に、ICS は王家湾セクションをヒルナンティアン段階の公式な国際境界層序セクションおよびポイント(GSSP)として承認しました。[ 10 ] [ 11 ]
ヒルナンティアンの基準下部岩石境界 ( GSSP ) は、宜昌(中国湖北省)の北42 km にある王家湾村近くの王家湾セクション (北緯30°59′03″、東経111°25′11″ /北緯 30.9841°、東経 111.4197° / 30.9841 ; 111.4197 )です。これは、武峰層と上位の龍町層の露頭であり、武峰層にはヒルナンティアンの基底が含まれています。両層は主に頁岩とチャートで構成されています。基底は、そのセクションにおける筆石種Normalograptus extraordinariusの最初の出現基準として定義されます。[ 12 ]
二次的なマーカーは、境界から4cm下のNormalograptus ojsuensiと、境界から39cm上のHirnantia Faunaである。 [ 12 ]
前述の通り、ヒルナンティアン期には大規模な気候変動があり、これが大量絶滅を引き起こしたと考えられています。ヒルナンティアン期が始まった頃、地球の気候は温暖で、海面は現在よりもかなり高かったのです。海には多様な動物が生息していました。しかし、ヒルナンティアン期が始まった時点で、これらの種の多くがすでに危機に瀕しており、生物多様性全体がすでに急激に減少していたことを示す証拠が数多く存在します。
ヒルナンティア期初期に気候が冷え込み氷河が形成されると、海面が低下しました。この海面低下の深さは、ネバダ州とユタ州での研究に基づくと50メートル以上、ノルウェーと英国での研究に基づくと100メートル以上と推定されています。より最近の研究では、世界全体で約80メートルの海面低下があったとされています。この海面低下により、当時世界中に存在していた広大な浅海大陸棚が干上がり、露出したため、この浅海環境に依存していた多くの種が絶滅しました。生き残った種も個体数が大幅に減少しました。その結果、世界の海洋の生物多様性は大きく減少しました。
この氷河期(科学者が地球規模の寒冷気候と氷河期をこう呼ぶことがある)の間、生き残った種は適応を始めた。寒冷環境に適応した種が、それまでの温暖な時期(科学者の間では温室状態)に繁栄していた温暖環境に適応した種に取って代わった。
しかし、種が適応しつつあったまさにその時、気候は再び変化した。ヒルナンシアン期の後半には気温が上昇し、氷河が溶け、海面は氷河期以前と同じか、あるいはそれ以上に上昇した。露出していた大陸棚は水没し、最初の大量絶滅を生き延びた動物相の間で、さらなる絶滅が引き起こされた。
ヒルナンシアン期そのものに関する主要な放射年代測定データは存在しないが、ヒルナンシアン期を挟む2つの年代測定データが存在する。どちらのデータも、イギリスのドブズ・リン地域で得られたものである。
古い方のジルコンは、地元のハートフェル頁岩層から産出する。この遺跡の火山灰堆積物から発見されたジルコンの年代測定結果は4億4570万年前で、誤差範囲はプラスマイナス240万年である。
より新しい年代は、シルル紀初期のバークヒル頁岩層から得られたものである。放射年代測定法では、別の火山灰堆積物から発見されたジルコン試料の年代は4億3870万年前とされ、誤差範囲はプラスマイナス210万年である。
これらの年代を基に、科学者たちは生物層序学的相関技術を用いて、ヒルナンティアン期における様々な出来事の時期をかなり正確に推定することができた。
ヒルナンティア期には筆石生物帯が2つあり、その長さはほぼ等しい。ヒルナンティア期の基底(開始)は、筆石Normalograptus extraordinariusが地質記録に初めて出現した時点によって定義され、したがってNormalograptus extraordinarius生物帯はヒルナンティア期の前期(または下部)を規定する。後期(または上部)は、筆石Normalograptus persulptusが初めて出現した時点によって定義され、Normalograptus persulptus生物帯はそれ以降、ヒルナンティア期の終わりまで続く。これはオルドビス紀の終わりでもある。
これらの生物帯区分により、ヒルナンシアン期に発生した事象の年代測定をさらに精密化することが可能になる。
ヒルナンティア期には、世界の陸地の大部分がゴンドワナと呼ばれる超大陸に集まっており、南極点を含む極南緯度地域を占めていました。これには南アメリカ、アフリカ、オーストラリアの大部分、インドの大部分、そして南極大陸が含まれていました。現在の西アフリカは当時極点に位置し、南アメリカはすぐ近くにあり、アフリカの西海岸沿いにアフリカと繋がっていました。アフリカの東海岸沿いには南極大陸とインドがあり、オーストラリアはそれらのすぐ北に位置し、赤道をまたいでいました。オーストラリアの北にはニューギニアがありました。ニューギニアは北緯30度をわずかに超えたところに位置し、おそらく世界最北端の陸地だったと考えられます。その北には、今日パンサラッサ海として知られる広大で途切れることのない海が広がっていました。
フロリダ、ジョージア州南部、そしてミシシッピ州、アラバマ州、サウスカロライナ州の沿岸地域は、まだ北アメリカ大陸とは繋がっておらず、アフリカ大陸と南アメリカ大陸の間の隙間に挟まれ、南極のごく近くに位置していた。
北アメリカの残りの部分(科学者たちはローレンシア大陸と呼んでいる)は、ゴンドワナ大陸の北と西に位置し、比較的温暖な気候だった。現在の米国東部諸州は大陸の南東海岸沿いに位置し、現在の南東部諸州の沿岸地域は南向きだったため、現在の向きからほぼ45度回転していた。
ローレンシア大陸の東、細長い海を隔てた向こう側には、バルティカ大陸があった。現在のノルウェー、スウェーデン、フィンランド、デンマーク、ドイツ北東部、そしてウラル山脈以西のロシアからなるこの地域は、北は赤道から南は緯度30度以上まで広がっていた。
その南西端から西に伸びていたのは、現代の科学者によってアバロニアと呼ばれる島弧であった。これは、現在のイギリスとアイルランドの南部、そしてニューファンドランド、ノバスコシア、ニューブランズウィック、ニューイングランドの東海岸地域から構成されていた。
ヒルナンシアン期は現在、国際的に認められた地質時代区分であり、その開始時期と終了時期は明確に定められています。しかし、19世紀にイギリスで始まったこの時代区分は、現在もイギリスでは地域的な地質時代区分として扱われています。世界の様々な地域では、紀の下位に独自の地質時代の区分が存在するため、以下のリストは、それらの地域的な地質時代区分(場合によっては世)と国際的に認められているヒルナンシアン期との相関関係を示しています。
を示している。