化石はなぜ残るのか——速く埋もれた骨だけが、石になる

何億年も前にどんな生き物がいたのか、私たちはたいてい化石で知ります。それだけ聞くと、生き物は死ねば化石になって地層に残るものだ、という気がしてきます。

ところが、実際はまるで逆です。死んだ生き物の大半は、化石になどなりません。食べられ、腐り、ばらばらになって、跡形もなく消えていきます。化石として残るのは、いくつもの条件をたまたますり抜けた、ごくわずかな幸運な遺骸だけ。では、その運命はどこで分かれるのでしょうか。鍵を握るのは、意外にも死んだ直後の、ほんの数日でした。

最初の数日で決まる
石に置き換わるまで
どこで死ぬか
奇跡の地層、ラーゲルシュテッテン
化石は、世界の写し損ないでもある
参考・出典

最初の数日で決まる

生き物が死ぬと、すぐに分解が始まります。微生物が腐敗を進め、他の動物がついばみ、水の流れが骨をばらばらに散らしていく。この段階を生き延びられなければ、化石への道はそこで終わりです。

決め手は、速く埋もれることでした。恐竜大百科の解説によれば、遺骸が泥や砂に速やかに埋もれ、酸素から遮断されると、腐敗の進行がぐっと遅くなります。空気にも、腐肉を食べる動物にも届かない泥の中。そこに早く潜り込めたものだけが、次の段階へ進めます。洪水、土砂崩れ、海底への沈降。化石になりやすいのは、皮肉にも、こうした一気の急死を迎えた骸でした。

石に置き換わるまで

埋もれただけでは、まだ化石ではありません。ここから、骨が文字どおり石になっていきます。

地下水には、まわりの岩石から溶け出した鉱物が含まれています。方解石、鉄、リン酸塩、シリカ。こうした成分が、長い時間をかけて骨の細かなすきまにじわじわと染み込み、もとの組織と入れ替わっていく。これが置換作用、続成作用と呼ばれる過程です。やがて骨は、石のように硬い別の物質へと姿を変えます。

どれくらいの時間がかかるのか。ここが面白いところです。福井県立恐竜博物館の解説によれば、短ければ1年未満、長ければ数百万年と、ふり幅がとんでもなく広い。石の成分がたっぷり溶けた鉱泉のような場所に落ちれば、わずか数週間で化石化が進むこともあるそうです。何百万年もかかるもの、というイメージは、半分しか当たっていません。要は、まわりにどれだけ石の素が溶けているか。それしだいで、同じ「化石になる」が、数週間にも数百万年にもなります。

残るのは、骨や歯や殻といった硬い部分が中心です。やわらかい肉は、たいてい先に消えてしまいます。ただし琥珀に閉じ込められた虫や、氷漬けのマンモスのように、軟らかい部分がまるごと残る例外もあります。

どこで死ぬか

化石になりやすい土地と、なりにくい土地があります。向いているのは、泥や砂が静かに降り積もる場所。湖の底や、浅い海の堆積盆地です。遺骸を上からそっと覆い、長いあいだ抱え込んでくれます。逆に山がちで侵食の激しい土地では、せっかくできかけた化石も削られ、崩され、地表へ運び出されて失われていきます。

奇跡の地層、ラーゲルシュテッテン

ふつう、化石として残るのは硬い部分だけです。ところが世界には、その常識が通じない、とびきり保存のいい地層があります。ラーゲルシュテッテンと呼ばれます。

もとはドイツ語で、経済的に価値のある鉱床を指す言葉でした。それが今では、コトバンクの解説にあるように、保存のきわめて良い化石を多く含む地層の呼び名として使われています。ここで出る化石は、骨どころではありません。ふつうなら早くに腐って消える羽毛や軟組織までもが、関節のつながったまま残っています。

有名なのが、カナダのバージェス頁岩です。約5億500万年前、カンブリア紀の海の生き物たちが、軟体部ごと封じ込められました。海底地すべりで酸素の乏しい深みへ一気に運ばれ、急速に埋もれて腐敗を免れた、と考えられています。同じカンブリア紀なら、中国雲南省の澄江。さらに時代を下って、ドイツのゾルンホーフェンは始祖鳥の羽毛を写し取り、中国・遼寧省の熱河層群は白亜紀の羽毛恐竜を今に伝えます。

化石は、世界の写し損ないでもある

ここまで見てくると、ひとつの見方にたどり着きます。化石とは、過去の生き物をそのまま写した記録ではない、ということです。

生き物が死んでから化石として見つかるまでに、何が失われ、何が残るのか。それを調べる学問を、タフォノミーといいます。イミダスの解説によれば、この分野が明らかにしてきたのは、化石記録が幾重ものふるいを通り抜けた後の、偏った姿だということでした。硬い殻を持つ生き物は残りやすく、やわらかい体のものは消えやすい。化石が多く出る時代は、たまたま地層がよく溜まった時代でもある。そもそも、地表に顔を出して人に調べられる岩石は、地球のごく一部にすぎません。

そのふるいの目をかいくぐる、思いがけない仕掛けも見つかっています。京都大学の前田晴良博士らは、スウェーデンのオルステンという化石鉱床を調べ、動物の糞粒に含まれるリンが、まわりの組織に染み込んで微細な保存を助けていたことを突き止めました。残るための条件は、まだすべてが分かっているわけではないのです。

だから、化石から描かれる太古の世界は、当時の生態系の完全な集合写真ではありません。速く埋もれ、硬い部分を持ち、たまたま削られずに残り、運よく地表に現れて、人に拾われた——そんな幾つもの偶然を通り抜けたものだけが写った、ところどころ欠けた1枚です。私たちはその欠けた写真から、失われた大半を想像している。化石が貴重なのは、ただ古いからではなく、残ること自体が、それほどありえない出来事だからなのでしょう。