リゾリス

根石は、植物の根によって土壌または化石土壌（古土壌）中に形成された有機堆積構造である。根石には、根型、糞塊、細管、根石化、根粒形成物などが含まれる。根石、および植物の根による炭酸塩土壌の組織の変化は、シルル紀以降の地質記録において古土壌を同定する上で重要である。植物の根の活動によって主に構造と組織が形成された岩石単位は、根石岩と呼ばれる。[ 1 ]

根石の種類

コリン・F・クラッパは1980年に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に対して「根石」という用語を初めて提案し[ 1 ]、その後彼の用語はいくつかの拡張を伴い広く採用され[ 2 ]ました[ 3 ]。

根腐れ菌

根型は、その後腐朽した根の形状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。非常に薄い根型は密集しており、堆積物は蜂の巣状の構造を呈しています。[ 4 ]

ルートキャスト

堆積物や鉱物が根型を満たし固まって根型を形成します。[ 5 ]

根管

根管は、根型の周りに固着した円筒状の組織です。このセメント質は典型的には方解石であり、固結の弱い堆積物において根の形態を保持する役割を担っています。根管は、根が生きている間や腐敗中に形成されることがあり、多くの場合、針状の方解石結晶の形をとり、根が完全に腐敗した後も根管を保存します。[ 6 ]

根の石化

根の石化は木化石に似ており、鉱物が植物の根の有機物を被覆、含浸、または置換することで形成され、時には有機物の細部まで保存されることがあります。置換鉱物は典型的には方解石です。細胞壁が最もよく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既に存在しているためでしょう。[ 7 ]

根粒菌

根粒形成は形成様式によって石化と区別される。石化とは「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化する化石化過程であり、元の有機物が置き換えられるが、時には元の構造を保持する」と定義される。[ 7 ]したがって、根粒形成とは、根の解剖学的特徴を完全に失うことなく、有機物が鉱物質によって置換、含浸、被覆、および空隙充填される過程である。対照的に、根石を含む根粒形成は、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、セメント質化を伴い、植物の根の生死に伴って発生する可能性がある。[ 8 ]

根粒菌

根ハローとは、分解した植物の根の周囲に生じる化学的還元帯のことである。典型的には、赤みがかった縁を持つ細長い灰色の斑点として現れる。これは、鉄とマンガンが根の近くで還元され、溶解した還元金属が外側へ拡散することによって形成される。その後、これらの金属は再び酸化され、ヘマタイトまたはゲーサイトとして沈着する。[ 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円筒形をしているため、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様々ですが、巣穴は通常1メートル未満です。しかし、最大9メートル（30フィート）の動物の巣穴も発見されています。根石の直径は0.1～20ミリメートル（0.0039～0.7874インチ）で、報告されている最長の動物の巣穴の幅は0.5センチメートル（0.20インチ）でした。[ 9 ]

根石は、その分岐パターンと方向によって動物の巣穴と区別することもできます。根は分岐するにつれて細くなり、根石も同様に細くなります。分岐する動物の巣穴は、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分岐しますが、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あるのに対し、動物の巣穴は海底でより多く見られます。[ 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ります。しかし、幹型は根のような分岐が見られないこと、そして化学的特徴や顕微鏡的特徴によって区別することができます。[ 10 ]

根石の生成

植物の根は通常、H +イオンをCa 2+、Mg 2+、K +など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、 pHを低下させます。[ 11 ]これは根が岩を掘削する能力に寄与しますが、根の周囲に方解石が沈殿するのを妨げます。それでもなお根石が形成できる理由については、いくつかの説明が提唱されています。[ 12 ]

一つの可能​​性として、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維持している可能性が挙げられます。これにより、周囲の土壌のpHは低下するのではなく上昇します。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ります。[ 13 ]根によるカルシウムよりも水の吸収量が多いため、炭酸カルシウムの飽和度も高まります。[ 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、あるいは根からのカルシウムの排除などが挙げられますが、前者の方が可能性が高いと思われます。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

発生

根石は地質学的記録における古土壌の同定に重要である。しかし、広範な根系を持つ維管束植物がこの時代まで繁茂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暈は、いずれも排水が中程度に良好な赤色古土壌中に見られる。排水がより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、排水が最も悪い古土壌には、小さな黒色の鉄マンガン球からなる根細管が見られ、時にはジャロサイトを伴うこともある。このように、古土壌の水分飽和状態は、根暈の鉱物学的特徴から推測することができる。[ 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 ]

  • 通常のルート
    通常のルート
  • リゾクリエーション
    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
    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
  • 風食作用後に発見された根石群 1、後期ガラシアン石灰岩、約 1500 万年前、リオ・ラガルトス、ユカタン半島
    風食作用後に発見された根石群 1、後期ガラシアン石灰岩、約 1500 万年前、リオ・ラガルトス、ユカタン半島
  • 風食作用4の後に発見された根石群、後期ガラシアン石灰岩～15億年前、リオ・ラガルトス、ユカタン半島
    風食作用4の後に発見された根石群、後期ガラシアン石灰岩～15億年前、リオ・ラガルトス、ユカタン半島
  • 風食作用によって発見された根石群 3、後期ガラシアン石灰岩、約 1500 万年前、ユカタン半島、リオ ラガルトス
    風食作用によって発見された根石群 3、後期ガラシアン石灰岩、約 1500 万年前、ユカタン半島、リオ ラガルトス
  • 風食作用後に発見された根石群 2、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
    風食作用後に発見された根石群 2、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で発見された、更新世～1万年前の非常に珍しい根石
    テキサス州オースティン郡で発見された、更新世～1万年前の非常に珍しい根石
  • テキサス州オースティン郡で発見された、更新世～1万年前の非常に珍しい根石
    テキサス州オースティン郡で発見された、更新世～1万年前の非常に珍しい根石

参考文献

  1. ^ a b Klappa, Colin (1980). 「陸生炭酸塩岩中の根石の分類、認識、起源および意義」.堆積学. 27 (6): 613– 629. Bibcode : 1980Sedim..27..613K . doi : 10.1111/j.1365-3091.1980.tb01651.x .
  2. ^オーウェン、リチャード・アラステア; オーウェン、リチャード・バーンハート; ルノー、ロビン・W.; スコット、ジェニファー・J.; ジョーンズ、ブライアン; アシュリー、ゲイル・M. (2008年1月). 「ケニア・リフトバレー、塩性・アルカリ性ボゴリア湖畔の根石の鉱物学と起源」.堆積地質学. 203 ( 1–2 ): 143– 163. doi : 10.1016/j.sedgeo.2007.11.007 .
  3. ^ a b c Kraus, MJ; Hasiotis, ST (2006年4月1日). 「古環境および古水文学的背景の解釈における根石保存の異なる様式の重要性：米国ワイオミング州ビッグホーン盆地の古第三紀古土壌の例」Journal of Sedimentary Research . 76 (4): 633– 646. doi : 10.2110/jsr.2006.052 .
  4. ^クラッパ 1980、618ページ。
  5. ^クラッパ 1980年、619頁。
  6. ^クラッパ 1980、618–619 ページ。
  7. ^ a b Klappa 1980、618–620 ページ。
  8. ^クラッパ 1980年、620頁。
  9. ^ a bクラッパ 1980、615ページ。
  10. ^ Liutkus, CM (2009年12月1日). 「岩石学と地球化学を用いた方解石性植物型カビの起源と形成メカニズムの解明：根岩かトゥファか？」. Journal of Sedimentary Research . 79 (12): 906– 917. doi : 10.2110/jsr.2009.093 .
  11. ^ケラー、ウォルター・デイビッド；フレデリックソン、アーマン・フレデリック (1952). 「風化のメカニズムにおける植物とコロイド酸の役割」 .アメリカン・ジャーナル・オブ・サイエンス. 250 (8): 594– 608. doi : 10.2475/ajs.250.8.594 .
  12. ^クラッパ 1980、625ページ。
  13. ^グレイ、TRG; ウィリアムズ、ST (1971). 「土壌微生物」.エディンバラ: 240. ISBN 978-0-05-002322-8. OCLC  221876 .
  14. ^ Brazier, Jean-Michel; Schmitt, Anne-Désirée; Gangloff, Sophie; Pelt, Eric; Gocke, Martina I.; Wiesenberg, Guido LB (2020年7月). 「マルチ同位体アプローチ（δ44/40Ca、δ88/86Sr、δ87Sr/86Sr）は、ヌスロッホ（ドイツ）の陸生堆積物における根石形成メカニズムへの知見を提供する」 . Chemical Geology . 545 119641. doi : 10.1016/j.chemgeo.2020.119641 . S2CID 219061002 . 
  15. ^ Kindle, EM (1925年10月). 「根粒形成に関する覚書」. The Journal of Geology . 33 (7): 744– 746. doi : 10.1086/623245 . S2CID 128499628 . 
  16. ^ジョンソン, DL (1967). 「チャンネル諸島のカリケ」.鉱夫情報局 カリフォルニア州鉱山地質課20 : 151–158 .
  17. ^カルベット、F.;ポマー、L.エステバン、M. (1975)。 「ラス・リゾクレシオネス・デル・プレイストセノ・デ・マヨルカ」。研究所投資する。ゲオル。大学バルセロナ。30：35～ 60
  18. ^クラッパ 1980 .
  19. ^ジェニス、ホルヘ F.アロンソ・ザルザ、アナ・マリア。クラウス、J. マルセロ。サンチェス、M. ビクトリア。サルゼッティ、ローラ。ファリーナ、フアン L.ゴンザレス、ミルタ G.コサリンスキー、マルセラ。 Bellosi、エドゥアルド S. (2010 年 3 月)。「パタゴニア白亜紀前期の根石球：単なる根か、それとも昆虫農業の最古の証拠か？」(PDF)。古地理学、古気候学、古生態学。287 ( 1–4 ): 128–142 .土井: 10.1016/j.palaeo.2010.01.028。
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