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根石は、植物の根によって土壌または化石土壌（古土壌）に形成された有機堆積構造です。根石には、根の型、糞、細管、根の石化、根粒形成物が含まれます。根石、および植物の根による炭酸塩土壌の質感のその他の特徴的な変化は、シルル紀以降の地質記録で古土壌を識別するために重要です。構造と組織が主に植物の根の活動によって形成された岩石単位は、根石と呼ばれます。[1]
根石の種類
コリン・F・クラッパは1980年に初めて、植物の根の活動によって生成される様々な有機堆積構造物を指すために「根石」という用語を提案し[1] 、それ以来彼の用語はいくつかの拡張を伴い広く採用されてきました[2] 。 [3]
根腐れ菌
根腐れは、その後腐敗した根の形を保存した管状の空隙です。根が少なくとも部分的に石化した土壌に侵入しない限り、このような空隙は崩壊します。密集した非常に薄い根腐れは、堆積物を肺胞状の質感にします。[4]
ルートキャスト
根管
根管は根の周囲に固まった円筒状の組織である。この固め物は典型的には方解石であり、固めが不十分な堆積物中の根の形態の保存に関与している。根管は根が生きている間に形成される場合もあれば、根が腐朽している最中に形成される場合もあり、根が完全に腐朽した後も根管を保存する針状の方解石結晶の形をとることが多い。[6]
根の石化
根の化石化は化石化した木に似ており、鉱物が植物の根の有機物を覆ったり、含浸させたり、置き換えたりすることで形成され、時には非常に詳細に保存されます。置き換えられる鉱物は通常方解石です。細胞壁は最も一般的に保存されていますが、これはおそらく細胞壁にペクチン酸カルシウムがすでに存在しているためです。[7]
リゾクリーション
根石化は形成方法によって石化と区別される。石化は「炭酸カルシウムやシリカなどの溶解した無機物を含む水の浸透によって有機物が石質物質に変わる化石化のプロセスであり、元の有機物を置き換えるが、元の構造を保持することもある」と定義される。[7]したがって、根石化は、根の解剖学的特徴を完全に失うことなく、有機物を鉱物質で置き換え、含浸させ、被覆し、空隙を埋めるプロセスである。対照的に、根石を含む根石化は、根の周囲に鉱物質が蓄積することによって形成される。蓄積は通常、セメント化を伴い、植物の根の生死に伴って発生する可能性がある。[8]
リゾハロ
根ハローは、分解された植物の根の周囲に化学的に還元された領域です。これらは通常、赤みがかった縁を持つ細長い灰色の斑点として現れます。根の近くで鉄とマンガンが還元され、溶解した還元金属が外側に拡散すると形成されます。その後、金属は再び酸化され、ヘマタイトまたはゲータイトとして沈着します。[3]
根石と他の管状構造
動物の巣穴と同様に、根石は一般的に断面が円形で形が円筒形であるため、この2つが混同されることがあります。根石の長さは数センチメートルから数メートルまでさまざまですが、巣穴の長さは通常1メートル未満です。ただし、最大9メートル（30フィート）の動物の巣穴も見つかっています。根石の直径は0.1〜20ミリメートル（0.0039〜0.7874インチ）ですが、報告されている最も長い動物の巣穴の幅は0.5センチメートル（0.20インチ）でした。[9]
根石は、枝分かれのパターンや方向によって動物の巣穴と区別することもできます。根は枝分かれするにつれて細くなり、根石も細くなります。枝分かれした動物の巣穴は、通常、最も遠い枝まで直径が均一です。根は水平または垂直に枝分かれしますが、動物の巣穴は水平、傾斜、または垂直であることが特徴的です。根石は陸生堆積物に特徴的ですが、動物の巣穴は海底でよく見られます。[9]
根石はプラヤで形成される幹型と混同されることもある。しかし、幹型は根のような分岐がないことと、化学的特徴や顕微鏡的特徴によって区別できる。[10]
根石の生成
植物の根は通常、H +イオンをCa 2+、Mg 2+、K +、およびその他の陽イオンと交換することで、土壌からカルシウムを除去し、土壌のpHを下げます。[11]これは根が岩を掘り進む能力に寄与しますが、根の周りの方解石の沈殿を妨げます。それでも根石が形成できる理由については、いくつかの説明が提示されています。[12]
一つの可能性としては、一部の植物の根は陽イオンよりも陰イオンを多く吸収し、 H +イオンではなくHCO 3 −イオンを分泌することで電荷バランスを保っているということである。そうすることで、周囲の土壌のpHは低下するのではなく上昇する。これが根の周囲に炭酸カルシウムの沈殿を引き起こし、根粒形成につながる可能性がある。[13]根によるカルシウムよりも水の吸収が多いと、炭酸カルシウムの飽和度も上昇する。[14]
その他の可能性としては、植物の根による有機酸の排泄、炭酸カルシウムを沈殿させる共生細菌、真菌、藻類の存在、または根からのカルシウムの排除などが挙げられます。最初の可能性が最も高いと思われます。[15] [16] [17]
発生
根石は地質学的記録の中で古土壌を特定する上で重要である。しかし、根系が広範囲に及ぶ維管束植物はこの時代まで繁栄していなかったため、根石はシルル紀以降の地層に限定されている。[18]
ヘマタイトで縁取られた根暈と石灰質の根石は、どちらも中程度に排水された赤色の古土壌で発見されています。排水の悪い紫色の古土壌には針鉄鉱で縁取られた根暈が含まれ、排水の最も悪い古土壌の根管は小さな黒い鉄マンガン球で構成され、ジャロサイトを伴うこともあります。古土壌の水飽和状態は、このように根石の鉱物学から推測することができます。[3]
下部白亜紀の珍しい根石は、社会性 シロアリの最も初期の活動の証拠を提供している。[19]
フォトギャラリー
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通常のルート -
リゾクリエーション -
根粒石サンプル、後期ガラシアン石灰岩 ~1.5 MA、リオ ラガルトス、ユカタン半島 -
風食後に発見された根石群 1、後期ガラシアン石灰岩 ~1.5 MA、リオ ラガルトス、ユカタン半島 -
風食の後に発見された根石群 4、後期ガラシアン石灰岩 ~1.5 MA、リオ ラガルトス、ユカタン半島 -
風食の後に発見された根石群 3、後期ガラシアン石灰岩 ~1.5 MA、リオ ラガルトス、ユカタン半島 -
風食 2 の後に発見された根石群、後期ガラシアン石灰岩、約 150 万年前、リオ ラガルトス、ユカタン半島 -
テキサス州オースティン郡の、更新世の約 10,000 年前の優れた根石 -
テキサス州オースティン郡の、更新世の約 10,000 年前の優れた根石
参考文献
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- ^ クラッパ1980年、619頁。
- ^ クラッパ1980年、618-619頁。
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