タニス（化石遺跡）

タニスは、米国ノースダコタ州南西部の古生物学遺跡です。この遺跡は、研究が盛んなヘルクリーク層の一部で、上部白亜紀と下部暁新世の重要な化石が数多く発見されたことで知られる地質地域です。タニスは、 6604万3000年前にメキシコ湾に衝突し、非鳥類型恐竜とその他多くの種を絶滅させた（いわゆる「K-Pg」または「K-T」絶滅）巨大小惑星チクシュルーブの直接的な影響（いわゆる「K-Pg」または「K-T」絶滅）の詳細な証拠を記録している点で他に類を見ません。この衝突によって引き起こされた絶滅イベントは、新生代の始まりとなり、人類を含む哺乳類が最終的に地球上の生命を支配するようになりました。

この遺跡は、もともと2008年にノースジョージア大学のスティーブ・ニクラス教授と野外古生物学者のロブ・スーラによって発見されました。彼らのチームは、関節のあるチョウザメ、ヘラチョウザメ、およびボウフィンを含む化石フィールドジャケットの除去に成功しました。これらの化石は研究のためにシカゴのフィールド自然史博物館に運ばれました。この遺跡の特異性を認識したニクラスとスーラは、カンザス大学の大学院生であるロバート・デパルマを追加の発掘調査に招きました。この遺跡は、ロバート・デパルマによって2012年から数年にわたって組織的に発掘され、ほぼ完全な秘密の下で作業されました。^{[1] : pg.11}主要な調査結果は、2017年10月に2つの会議論文で発表されました。^{[2] [3]}タニスを紹介する完全な論文は、3日後の公式発表に先立ち、2019年3月29日に世界中のメディアで広く取り上げられました。共著者には、K-Pg衝突と絶滅の著名な専門家であるウォルター・アルバレスとヤン・スミットが含まれています。

タニスでは、他の既知のラーガーシュテッテ遺跡とは異なり、特別な状況により、衝突イベントによって生じた瞬間ごとの詳細が保存されたようです。これには、約3,000 km (1,900 mi)離れた場所での大衝突時に生きていた植物や動物への衝突の直接的な影響を調査できる発見が含まれます。タニスでの出来事は、大きな水域の近くでの大規模な衝突で予想される巨大津波によって引き起こされるには、衝突後すぐに発生しました。代わりに、マグニチュード10～11.5の地震^{[1] : p.8}によるはるかに速い地震波が、衝突後10分以内にヘルクリーク地域に到達し、西部内陸海路で高さ10～100 m (33～328 ft) の静振波を生成したと考えられます。^{[1] : p.8}この遺跡は海路の西岸にある古代の川の湾曲部の一部を形成しており、^{[1] : p.8192  [4] : pp.5, 6, 23}これらの波によって大きな力で浸水し、海、陸、淡水の動物や植物、その他の残骸が数マイル内陸まで運ばれました。セイシュ波により、この遺跡は2度露出して覆われました。これは、衝突による何百万もの小さなマイクロテクタイトの飛沫と残骸が、現在のユカタン半島の発生源から弾道軌道に乗って到達したためです。

報告された調査結果は次のとおりです。

• 動物や植物の材料は、通常のように平らに押しつぶされるのではなく、立体的な詳細で保存され、時には直立しており、巨大な波の動きによってそれらの残骸が投げ出されています。
• 内陸数マイルで、関節のある軟骨魚類と淡水魚類、海生爬虫類が一緒に発見され、呼吸しようとした際に鰓にマイクロテクタイト（衝突で溶けた破片の粒子）が多数埋め込まれていた。
• チョウザメの2つの新種: † Acipenser preparatorumと † Acipenser anisinferos ^[5]
• パドルフィッシュの2つの新種: † Parapsephurus willybemisiと † Pugiopsephurus inundatus ^[6]
• 数百万の「ほぼ完璧な」一次（再加工されていない）マイクロテクタイトは、化学組成において、以前に報告されたチクシュルーブテクタイトと「ほとんど区別がつかない」もので、化石と同時に、柔らかい川底の泥の中にある衝突穴の中に埋もれており、また、木の幹の琥珀の中にも保存されている。
• 長さ30～40cm、3.5mmの羽毛を持つ大型恐竜由来と考えられる原始的な大型羽毛
• 木の枝に刺されて死んだカメ。噴出物に囲まれた2つのサージ堆積物の上部で発見された（絶滅イベントの激しさのさらなる証拠） ^{[7] [8]}
• ヘルクリークの恐竜のほぼすべてのグループの破片
• 孵化したばかりの幼生の化石と胚の化石を含む無傷の卵
• 当時他の化石が存在しない翼竜の化石
• アリが中にいる溺れたアリの巣と小惑星の破片で満たされた部屋
• 衝突後にこの地域に最初に生息した哺乳類の一部が残した小さな巣穴
• 2022年に発掘された、皮膚がまだ無傷のまま部分的にミイラ化されたテスケロサウルス^{。 [9]}

魚の骨格を分析したところ、毎年の周期的な変化の春期にあったことが判明し、衝突は春に起こったことを示唆している。^[10] Depalma et al. (2021) は春から夏の範囲を選択したが、^[11] During et al. (2024) は、一次データが不足していること、分析のための研究室が特定されていないこと、正確な複製方法が不十分であること、不規則なデータとエラーバーを伴う問題のある同位体グラフに基づいて、この研究を再評価し批判した。^{[12] [13]}

数百匹の魚の残骸は大きさ別に分散しており、一般的にテタニー（魚の窒息に関連する体勢）の証拠が見られ、個体群全体が窒息したことを示唆している。瓦礫の層にまたがる脆弱な残骸は、この場所が一度の短い出来事で崩壊したことを示している。

発見と結論の例外的な性質により、一部の科学者はタニスの発見が正しく理解されたことに同意する前にさらなる精査を待つことになり、^[14]研究者が発見の功績を主張するために競争し、データの信頼性に対する懸念がさらに悪化しました。^[13]

約6600万年前の白亜紀-古第三紀（「K-Pg」または「KT」）絶滅イベントでは、すべての非鳥類恐竜と他の多くの種が絶滅しました。ルイスとウォルター・アルバレスによって提唱されたこの絶滅は、メキシコ湾の浅い海で地球に衝突し、チクシュルーブ・クレーターを残した巨大な小惑星または火球によって引き起こされたというのが現在では広く受け入れられています。^{[15] [16]衝突体は地球の}地殻を引き裂き、巨大な地震、巨大な波、幅180キロメートル（112マイル）のクレーターを生み出し、石膏の海底から数兆トンの塵、破片、気候変動を引き起こす硫酸塩を上空に吹き上げ、世界中で火災を引き起こした可能性があります。現代のオサガメやワニの祖先のような一部の外温動物を除いて、体重25kg（55ポンド）を超える四肢動物は生き残っていません。 ^{[17]これにより}白亜紀と中生代が終わり、今日まで続く新生代が始まりました。

しかし、動物や植物が化石化することはいずれにしても稀であるため、化石記録はいくつかの大きな疑問を未解決のまま残している。その一つは、進行中の火山性気候変動により、恐竜はこの出来事の時点ですでに減少していたかどうかである。また、この出来事が地球とその生物圏に及ぼした詳細な影響に関する証拠はほとんどない。これらの疑問を解決できる詳細を明確に示すことができる化石層はまだ知られていない。この出来事の前後数十万年以上の時代、およびK-Pg境界層の両側での特定の種類の変化については、かなりの詳細が存在する。しかし、決定的な出来事に近い時代の化石証拠は比較的少なく、シニョール・リップス効果として知られる困難さがある。

ヘルクリーク層は、よく知られ、研究が進んでいる化石層（地質学的な地域）で、主に上部白亜紀と下部暁新世の岩石で構成されており、北米のモンタナ州、ノースダコタ州、サウスダコタ州、ワイオミング州の一部に広がっています。この層は、モンタナ州ジョーダン近郊にあるヘルクリークでの初期の研究にちなんで名付けられ、 1966年に国定自然史跡に指定されました。 ^[18]

この層には、マーストリヒチアン期とダニアン期（それぞれ白亜紀末期と古第三紀初頭）の河川活動によって堆積した一連の淡水および汽水粘土、泥岩、砂岩が含まれており、これらは変動する河道やデルタでの河川活動によって堆積したもので、後期白亜紀西部内陸海路に面する低地の東大陸縁に沿った泥炭質湿地堆積物もごくまれに見られる。白亜紀と新生代を分けるイリジウムに富む白亜紀-古第三紀境界は、層の上部、時には層の内部に不連続な薄いマーカーとして明瞭に見ることができる。多くの種類の恐竜化石を含む、数多くの有名な植物や動物の化石がそこで発見されている。^[要出典]

チクシュルーブ衝突の当時、現在の北アメリカ大陸はまだ形成中だった。北アメリカ中央部の大部分は、西部内陸海路（北アメリカ海または西部内陸海とも呼ばれる）と呼ばれる大きな浅い海路であり、一部はまだ水没していた。これはもともと別々の大陸を結ぶ海路であったが、白亜紀後期に狭くなり、事実上メキシコ湾への大きな内陸延長となった。ヘルクリーク層は、当時、海路の北端の非常に低い、または部分的に水没した土地であり、チクシュルーブ衝突は、現場から約 3,050 km (1,900 マイル) 離れた南端の浅い海で発生した。^{[1] : p.8}

タニスとチクシュルーブは残存する内陸海路でつながっていたが、衝突地域からの巨大な水波がタニスの堆積物の原因ではなかった可能性が高い。水に運ばれた波は18～26時間後に到達したはずで、[ 1 ^{] : p.24}マイクロテクタイトが既に地球に落下してからずっと後であり、現場で見つかった地質学的記録を残すには遅すぎた。巨大な波が内陸海路全体を横断できたかどうかさえ明らかではない。^{[1] : p.8}その代わりに、タニスに関する初期の論文は、はるかに速い地震波、つまり岩石中を約5km/s (11,000 mph) で伝わる主要な波が^{[1] : p.8} 6分以内にヘルクリークに到達し、すぐにタニス近くの浅瀬でセイシュと呼ばれる巨大な水位上昇を引き起こしたと結論付けている。 ^{[1] : p.8}セイシュ波は、数千マイル離れた場所でも大きな地震の直後に発生することが多く、突然で激しい場合がある。最近の例としては、1964年のアラスカ地震（プエルトリコでセイシュ） ^[19]、1950年のアッサム・チベット地震（インド/中国） （イギリスとノルウェーでセイシュ）、2010年のチリ地震（ルイジアナでセイシュ）などがある。特に、 2011年に発生したマグニチュード9.0～9.1の強力な 東北地方太平洋沖地震では、より遅い二次波が30分以内に8,000km（5,000マイル）以上移動し、ノルウェーで高さ1.5～1.8メートル（4.9～5.9フィート）のセイシュを引き起こした。^{[20] [1] : p.8}

チクシュルーブ衝突はマグニチュード 10～11.5と推定される地震を引き起こしたと考えられており、^{[1] : p.8}東北地方太平洋沖地震の4000倍ものエネルギーを放出した。^注1共著者で地殻変動を研究する地球科学教授のマーク・リチャーズ氏^[21]は、その結果生じたセイシュ波はタニス付近の西部内陸海路で高さ約10～100メートル（33～328フィート）に達し、^{[1] : p.8}内陸部で確認されている高さ10～11メートル（33～36フィート）の水位上昇を引き起こした可能性が高いと示唆している。地震波がこの地域に到達して地震を引き起こすのにかかった時間は、現場で見つかったマイクロテクタイトの飛行時間とほぼ正確に一致している。^[22]これにより、衝突後1時間以内にタニス近郊のヘルクリーク地域で大規模な水の動きが発生したという矛盾した証拠が解決されることになるが、衝突地域からの最初の巨大津波はほぼ丸一日かけて現場に到達しなかった可能性がある。

サイトの詳細は以下の通りです。^注1

タニス川

この場所はもともとポイント バーでした。ポイント バーは、滑落斜面の下の小川や河川の内側の湾曲部に堆積する、緩やかな傾斜の三日月形の堆積物エリアです。ポイント バーは、成熟した川や蛇行する川でよく見られます。この場所と川はどちらもタニスと呼ばれています。

洪水の残骸の下の堆積物の大きさから、タニス川は「深くて大きい」川で、ヘルズクリークで見られるより大きなサイズの尖った砂州があり、川幅が数十から数百メートルあったことを示唆しています。^{[1] : p.8192}川は内陸部から西に向かって東に流れており^{[1] : p.8192}、遺跡自体は内陸海路の西岸に近い古代の川の谷にありました。^{[1] : 図1およびp.9181-8192}ヘルズクリークでは他の洪水の証拠がありますが、タニス堆積物は他の既知の海進（内陸の海岸線の動き）とは関係がないようです。 ^{[1] : p.8193}

遺跡の特徴は以下の通りである: ^{[1] : 図1およびp.9181-8193}

• 「変動する網目状の白亜紀末期の海岸線はタニス地域からそれほど遠くない」
• 「イベント堆積物は、粗い砂から細かいシルト/粘土へと全体的に傾斜した厚さ 1.3 メートルの層で、深く刻まれた大きく蛇行した川と関連しています... [そして] ポイント バーの堆積面を鋭く覆っています...」
• 「ポイントバーは、傾斜面に沿って約 10.5 メートルの等時的な標高変化を示し、その幅は (古代の) 流れの方向に対して垂直に 50 メートル未満に広がっています。これらの寸法は、ヘルクリーク層のポイントバーの上限サイズ範囲にあり、数十から数百メートルの幅を持つ大規模な水路を持つ現代の川と比較しても遜色ありません。」
• 「[イベントの洪水堆積物は]、タニス川の自然な（古代の）流れとは反対の西向きまたは内陸方向の流れを示している」
• 「イベント堆積物は（古代の）川の谷間に限られており、隣接する氾濫原には目立って存在しません。」
• 「タニスは、多くの関節のある死骸（コンセルヴァト・ラーガーシュテッテ）の例外的な（主に三次元の）保存に非常に役立つという点で、珍しい堆積シナリオを示しています。このようなコンセルヴァト・ラーガーシュテッテンはまれです...特別な堆積状況を必要とするためです。タニスは、ヘルクリーク層でそのような条件が満たされた唯一の既知の場所であり、堆積物は[イベント]の例外的な性質を証明しています。発見された結果はそれぞれ、カンタペタまたはブライエンの海進（内陸に向けた洪水）との相関を排除します...タニスイベント堆積物は、既知のヘルクリークの海進と相関することはできません。」

イベントデポジット

堆積物自体は約 1.3 m の厚さで、ドレープのようにポイント バーを鋭く覆っています。堆積物は 2 つの層から成り、砂とシルトの粒度分布(下部は粗い砂、上部はより細かいシルト/粘土粒子) があります。堆積物は 2 つの層に分けられ、下部は約 0.5 m の厚さ (「ユニット 1」)、上部は約 0.8 m の厚さ (ユニット 2) で、その上には 1 ～ 2 cm のインパクタイト トンスタイン層があり、ヘルズ クリークで見つかった他の 2 層の KPg 衝突噴出物と区別がつきません。最後に、約 6 cm の厚さの植物の残骸の層があります。発掘されたポイント バーとイベント堆積物から、ポイント バーがかなり長い間空気にさらされていたことがわかります。居住と満たされた巣穴の証拠があり、突然の乱流の高エネルギー イベントによってこれらの巣穴が満たされ、堆積物が堆積しました。この出来事には、少なくとも10メートルの遡上高（波が陸地に到達した後に移動する垂直距離）の波が含まれていました。

2022年4月15日には、デイビッド・アッテンボロー卿をゲストに迎えたタニスに関するBBCのドキュメンタリー『恐竜：最後の日』が放送された。この番組は、2022年5月11日からPBSノヴァで『恐竜の黙示録：最後の日』として放送された。 ^{[23] [24]}

^注1 このセクションは、サイトの詳細を説明した2019年のオリジナル論文^[1]とその補足資料^[4]から抜粋したものです。このセクションのページ番号はそれらの論文を参照しています。

• ノースダコタ州KPg境界における地震誘発陸上サージ堆積物（2019年） - 公開可読バージョン

上記論文の補足資料と分析（2019年） - 論文本文で参照された補足テキスト、分析、データを含む、一般公開版

北緯46°01′18″ 西経103°47′28″ / 北緯46.0218° 西経103.7910° / 46.0218; -103.7910