【地学基礎】中生代と新生代を図解で総まとめ—恐竜・哺乳類・人類の進化と氷期｜武蔵野個別指導塾

恐竜の絶滅と最古の人類のあいだには約 5900 万年の空白があります。床のタイルで年代を測る計算、脳の容積のグラフ、海水面の図の読み取りで、時間の長さの感覚を取り戻しましょう。

よくあるのは、放課後の美術室で床を掃きながら、タイルを年表の代わりにして順番を覚えようとする場面です。三畳紀、ジュラ紀、白亜紀、古第三紀、新第三紀、第四紀。1 枚に 1 つずつ名前を当てると、順番は合っているのに、どの時代も同じ広さになってしまいます。実際の白亜紀は第四紀の約 30 倍も長く、恐竜の絶滅から最古の人類までには約 5900 万年の空白があります。等間隔に並べた瞬間に、時間の長さが消えるのです。この単元を終えると、代表的な化石を正しい時代に置けるだけでなく、大量絶滅の証拠、直立二足歩行と脳の大型化の順番、氷期に海面が下がる理由を、自分の言葉で説明できるようになります。

この単元で押さえること

• 中生代の顔ぶれ：約 2.5 億年前から約 6600 万年前まで。三畳紀、ジュラ紀、白亜紀の順で、全体に温暖でした。海にアンモナイト、陸に恐竜が栄えました。
• 白亜紀末の大量絶滅：約 6600 万年前、鳥類を除く恐竜とアンモナイトが姿を消しました。巨大な隕石の衝突が主な原因と考えられています。
• 哺乳類と被子植物：どちらも中生代のうちに現れ、新生代に広がりました。絶滅のあとに現れたのではありません。
• 人類の進化：約 700 万年前の最古の人類から、直立二足歩行が先、脳の大型化が後という順番で進みました。
• 第四紀の氷期と間氷期：約 260 万年前から現在まで。寒い時期と暖かい時期をくり返し、海水面も上下してきました。

古生代の末に多くの生物が消えたあとの世界がこの単元の出発点で、ここで学ぶ氷期の話は、のちに学ぶ大気と海洋、地球環境の変化の単元の土台になります。

基本の考え方

本当の長さで年代を並べ直す

最初にやめたいのは、床のタイルに 1 枚ずつ名前を置くような等間隔の並べ方です。図1は、中生代と新生代を本当の長さの比で描いた帯で、その下の棒は主な生物が生きていた期間を示しています。

図1で最初に見てほしいのは右端です。第四紀は線のように細く、名前が帯の中に入りません。次に赤い破線、約 6600 万年前の境目を見てください。恐竜とアンモナイトの棒はここで切れ、破線の右には伸びません。哺乳類の棒は恐竜とほぼ同じ場所から始まっているのに、破線を越えてから太くなります。この太さは種類が増えていく様子を表す模式です。人類の棒は右端にほんの少しだけあり、恐竜の棒とは重なりません。

中生代は温暖な海と恐竜の世界

古生代の末にできた超大陸パンゲアは、中生代の間に分裂が進み、大西洋が開き始めました。気候は全体に温暖で、両極にも大きな氷床はほとんどなかったと考えられています。

海の主役はアンモナイトです。巻き貝のように見えますが、イカやタコと同じ頭足類の仲間です。種類が短い期間で入れ替わり、しかも広い海に分布したため、中生代の代表的な示準化石になっています。図1で棒の左端が矢印になっているのは、この仲間が古生代から続いているからです。二枚貝のモノチス、トリゴニア、イノセラムスも中生代の示準化石として押さえましょう。

陸では三畳紀の後半に恐竜が現れ、ジュラ紀と白亜紀に大型化しました。空を飛んだ翼竜、海を泳いだ首長竜や魚竜も同じ時代のは虫類ですが、恐竜には含まれません。鳥類はジュラ紀の始祖鳥のように羽毛をもつものが現れ、恐竜の一部から進化したと考えられています。

植物では、古生代に森をつくったシダ植物に代わって、ソテツ、イチョウ、マツの仲間といった裸子植物が中生代の前半に栄えました。街路樹のイチョウは、この時代に栄えた仲間の生き残りです。白亜紀になると、胚珠が子房に包まれ、花を咲かせる被子植物が現れます。虫に花粉を運んでもらうものが多いこの植物の広がりが、新生代の風景を決めていきます。

白亜紀末の大量絶滅は地層に記録された

約 6600 万年前、鳥類を除く恐竜、アンモナイト、首長竜、翼竜など多くの生物が絶滅しました。その時に何が起きたのかを語るのが、白亜紀と古第三紀の境界の地層で、K-Pg 境界と呼ばれます。世界各地のこの境界の薄い層には、地殻にはわずかしかないイリジウムという元素が多く含まれます。イリジウムは隕石に比較的多い元素なので、地球の外から大量の物質が届いた手がかりになります。さらにメキシコのユカタン半島の地下には、この時期にできた直径約 180 km のクレーターが見つかっていて、衝突した天体の直径は約 10 km と推定されています。

こうした証拠から、巨大な隕石の衝突が絶滅の主な原因と考えられています。火山活動など他の要因がどの程度関わったのかについては、いまも議論が続いています。テストでは「隕石が落ちた」で止めず、衝突から絶滅までをつなげて書けるようにしておきましょう。

新生代は哺乳類と被子植物の世界

絶滅を生き延びた哺乳類は、恐竜がいなくなって空いた役割に入り込むように、大型化し、多様化しました。海に戻ったクジラ、空を飛ぶコウモリ、草原を走るウマの仲間はその例です。陸では被子植物が広がり、新生代の後半には草原も広がりました。示準化石としては、古第三紀のカヘイ石、新第三紀のビカリアとデスモスチルス、第四紀のマンモスとナウマンゾウを覚えます。

大陸の動きも続いています。インド亜大陸がユーラシア大陸に衝突してヒマラヤ山脈が高くなるなど、今の大陸と山脈の配置がこの時代にできあがっていきました。気候は新生代の途中から寒くなっていき、南極には大きな氷床が発達しました。

人類は立つのが先、脳は後

人類の最大の特徴は直立二足歩行です。約 700 万年前のアフリカの地層から、最古の人類とされる化石が見つかっています。直立二足歩行の跡は骨に残ります。頭骨の底で背骨につながる穴（大後頭孔）が真下を向き、骨盤は幅広く短くなり、背骨は S 字に曲がります。手が体を支える役目から解放されたことが、のちの道具の利用につながりました。

人類はおおまかに、猿人、原人、旧人、新人の段階で整理します。猿人はアウストラロピテクスなどで、脳の容積は約 400〜500 mL とチンパンジーに近い大きさでした。原人（ホモ・エレクトスなど）は約 180 万年前に現れ、脳は約 1000 mL に増え、アフリカの外へ広がりました。旧人（ネアンデルタール人など）は約 1500 mL、新人（ホモ・サピエンス）は約 1400 mL です。新人は約 20 万年前（約 30 万年前とする見方もあります）にアフリカで現れ、世界中に広がりました。これらは 1 本の線の上を順に進んだのではなく、旧人と新人のように同じ時期に生きていた人類もいました。

第四紀は氷期と間氷期のくり返し

第四紀は約 260 万年前から現在までで、約 1 万年前を境に更新世と完新世に分けられます。特徴は、高緯度に氷床が広がる寒い氷期と、氷床が縮む暖かい間氷期がくり返されてきたことです。最近の数十万年では、そのくり返しは約 10 万年の周期で起きています。

直近の氷期で最も寒かったのは約 2 万年前で、海水面は今より約 120 m 低かったと考えられています。瀬戸内海はほぼ陸地になり、その海底からはナウマンゾウの化石が引き揚げられることがあります。日本アルプスに残るカールも、氷河が削った跡です。約 1 万年前に今の暖かい時期に入り、約 6000 年前には海水面が今より数 m 高くなって、海が内陸まで入り込みました。これが縄文海進です。現在は間氷期にあたります。

例題で解き方を確かめる

例題1　化石を代と紀に分ける

次の化石を中生代と新生代に分け、さらに紀まで答えなさい。アンモナイト、ビカリア、イノセラムス、カヘイ石、ナウマンゾウ。

1. 代を先に分けます。紀をいきなり思い出すより、中生代か新生代かの 2 択の方が間違えにくいからです。アンモナイトとイノセラムスが中生代、残りの 3 つが新生代です。
2. 中生代の 2 つを確かめます。代を分けた根拠を言えると、紀も一緒に思い出しやすくなるからです。イノセラムスは白亜紀の二枚貝で、アンモナイトは中生代全体を通じて栄えました。
3. 新生代の 3 つを古い順に並べ、紀を当てます。図1の帯の左から順に当てはめると、取り違えに気づきやすいからです。カヘイ石が古第三紀、ビカリアが新第三紀、ナウマンゾウが第四紀です。

答え：中生代はアンモナイト（中生代全体）とイノセラムス（白亜紀）、新生代はカヘイ石（古第三紀）、ビカリア（新第三紀）、ナウマンゾウ（第四紀）。

例題2　タイルで年代の長さを測る

美術室の床の 30 cm 角のタイル 1 枚を 1000 万年とし、現在を部屋の端に置いて一列に並べます。(1) 新生代の始まりは端から何 m ですか。(2) 第四紀の始まりは端から何 cm ですか。(3) 恐竜の絶滅から最古の人類までは何枚分ですか。

1. 年数をタイルの枚数に直します。年数と長さは比例するので、いったん枚数にそろえると計算の形がすべて同じになるからです。式は「年数 ÷ 1000 万年」です。
2. 1. は枚数に 30 cm をかけます。タイル 1 枚の長さが 30 cm だからです。6600 万 ÷ 1000 万 = 6.6 枚、6.6 × 30 cm = 198 cm = 1.98 m です。
3. (2) も同じ形で計算します。形を変えないことで、0.26 のような小さい値でも桁を間違えにくくなるからです。260 万 ÷ 1000 万 = 0.26 枚、0.26 × 30 cm = 7.8 cm です。
4. (3) は先に引き算をします。2 つの時点の差を聞かれているからです。6600 万 − 700 万 = 5900 万年で、5.9 枚分です。

答え：(1) 約 2.0 m　(2) 約 7.8 cm　(3) 約 5.9 枚分。

同じ物差しで測ると、中生代の始まりは 25 枚目で端から 7.5 m、新人の約 20 万年はわずか 0.6 cm、今の暖かい時期の約 1 万年は 0.3 mm です。鉛筆の線 1 本ほどの幅しかありません。

例題3　脳の容積のグラフを読む

図2は、人類の各段階について、脳の容積（縦軸）と生きていた時代（横軸）を示したグラフです。帯の高さは大まかな目安です。最古の人類も直立二足歩行をしていたと考えられています。(1) 最古の人類から、脳が約 1000 mL の原人が現れるまで約何万年ですか。(2) この間に脳の容積は約何倍になりましたか。(3)「脳が大きくなったから立ち上がった」という説明は正しいですか。

1. 横軸の向きを確かめます。右ほど現在に近いグラフなので、向きを間違えると順番がすべて逆になるからです。
2. 1. は帯の左端を読みます。帯の左端がその段階の始まりを表すからです。最古の人類は約 700 万年前、原人は約 180 万年前なので、700 − 180 = 520 より約 520 万年です。
3. (2) は縦軸を読んで割り算をします。倍率は、あとの値を前の値で割ると出るからです。最古の人類は約 350 mL、原人は約 1000 mL で、1000 ÷ 350 = 約 2.9 より約 3 倍です。
4. (3) は起きた順番を比べます。先に起きたことでなければ原因になれないからです。二足歩行は最古の人類の段階ですでに始まっていて、脳が大きく増えるのは 500 万年以上あとなので、説明は逆です。

答え：(1) 約 520 万年　(2) 約 3 倍　(3) 正しくない。直立二足歩行が先で、脳の大型化は後。

図2では旧人の帯が新人の帯より少し上にあります。新しい人類ほど脳が大きいとまでは言えないことも、このグラフから読み取っておきましょう。

例題4　海水面の図から氷期を説明する

図3は、過去 40 万年の海水面の高さを、現在を 0 m として描いた模式図です。(1) 深い谷はいくつあり、周期は約何万年ですか。(2) 約 2 万年前の海水面が低かった理由を、水の行き先に注目して説明しなさい。(3) 海の面積を約 3.6 億 km² で一定とすると、海水面が 120 m 下がったとき、海から減った水は約何 km³ ですか。

1. 谷を数えます。くり返しの周期は、同じ形が何回あるかで決まるからです。約 34 万、約 26 万、約 14 万、約 2 万年前の 4 つで、40 ÷ 4 = 10 より約 10 万年です。
2. 水の行き先を追います。海水面の高さは、海にある水の量で決まるからです。海から蒸発した水は雪となって高緯度の陸に積もり、氷床としてとどまるので、海へ戻りません。
3. 単位をそろえてから体積を出します。長さと面積の単位がそろっていないと、かけ算の答えが体積にならないからです。120 m = 0.12 km なので、3.6 億 × 0.12 = 0.432 億、つまり約 4300 万 km³ です。

答え：(1) 谷は 4 つ、周期は約 10 万年　(2) 海から蒸発した水が陸の氷床としてとどまり、海へ戻らなかったから　(3) 約 4300 万 km³。

まちがえやすいところと直し方

誤り1　哺乳類の出番を絶滅のあとだと思う

• 誤った書き方：恐竜が絶滅したあとに、哺乳類が現れた。
• どこが違うか：哺乳類は三畳紀の後半に、恐竜とほぼ同じころ現れています。図1で哺乳類の棒が中生代の途中から細く続いているのは、そのためです。小型で目立たなかっただけで、新生代になって突然現れたわけではありません。被子植物も同じで、出現は白亜紀です。
• 正しい書き方：哺乳類は中生代に現れ、恐竜が絶滅したあとの新生代に大型化し、多様化した。

誤り2　隕石の衝突で恐竜だけが直接滅んだと書く

• 誤った書き方：隕石が落ちて、恐竜だけが一瞬で滅んだ。
• どこが違うか：「恐竜だけ」と「一瞬で」の 2 か所が違います。絶滅したのはアンモナイト、首長竜、翼竜、海のプランクトンの多くにも及びます。また、衝突は引き金で、絶滅は図4の連鎖を通じて広がったと考えられています。ちりが太陽光を遮ると光合成が落ち、植物とプランクトンが減り、影響が食物連鎖の下から上へ伝わります。体が小さく必要な食べ物が少ない動物が生き延びやすかった、という説明がよく使われます。
• 正しい書き方：巨大な隕石の衝突で舞い上がったちりが太陽光を遮り、光合成の低下から食物連鎖が崩れ、恐竜やアンモナイトなど多くの生物が絶滅したと考えられている。

図4の下の帯に書いたイリジウムの層とクレーターは、この連鎖の出発点を支える証拠です。流れを矢印の順に声に出して言えるようになると、論述の問題でも手が止まりません。

誤り3　氷期の海面の動きを逆に書く

• 誤った書き方：氷期は氷が増えるので、海水面が上がる。
• どこが違うか：水の増減を考えると逆です。氷が増えるのは主に陸の上で、その分だけ水は海から抜けていきます。海に浮かぶ氷が増えても、海水面はほとんど変わりません。コップの水に浮いた氷が解けても水位がほとんど変わらないのと同じです。図3で海水面が約 120 m 下がるのは、陸の氷床に水がたまったからです。
• 正しい書き方：氷期には陸上の氷床が拡大し、その分だけ海水が減るので海水面が下がる。間氷期には氷床が縮んで水が海へ戻り、海水面が上がる。

用語のまとめ

練習問題

練習1　次のうち、恐竜に含まれないものを 2 つ選びなさい。ティラノサウルス、首長竜、トリケラトプス、翼竜。

練習2　地球の歴史 46 億年を 1 年に縮めたカレンダーで、現在を 12 月 31 日の終わりとします。(1) 約 6600 万年前は終わりから約何日前ですか。(2) 新人が現れた約 20 万年前は終わりから約何分前ですか。

練習3　K-Pg 境界の地層に含まれるイリジウムが、隕石の衝突の証拠とされる理由を説明しなさい。

練習4　次の文の正誤を答え、誤りは正しく直しなさい。(ア) 被子植物は中生代の初めから森の主役だった。(イ) 第四紀は全期間を通じて氷期が続いている。(ウ) 旧人と新人が同じ時期に生きていたことがある。

答えと解説

練習1　首長竜と翼竜。どちらも中生代のは虫類ですが、恐竜には含まれません。海と空にいたのがこの 2 つ、と覚えると区別しやすくなります。

練習2　(1) 約 5.2 日前で、12 月 26 日ごろです。(2) 約 23 分前です。6600 万 ÷ 46 億 × 365 = 約 5.2、20 万 ÷ 46 億 × 365 × 24 × 60 = 約 22.9 と計算します。新生代は丸ごと、1 年の最後の約 5 日に入ってしまいます。

練習3　イリジウムは地殻にはわずかしかなく、隕石には比較的多く含まれます。その元素が世界各地の境界の薄い層に多く含まれているので、地球の外から大量の物質がもたらされたと考えられるからです。

練習4　(ア) 誤り。被子植物の出現は白亜紀で、中生代の前半に栄えたのは裸子植物です。(イ) 誤り。氷期と間氷期をくり返していて、現在は間氷期です。(ウ) 正しい。図2でも 2 つの帯の時代が重なっています。

次の単元へのつながりと確かめ方

氷期と間氷期の話は、のちに学ぶ太陽放射と地球放射の収支、海流による熱の輸送で理屈が深まり、地球環境の変化の単元では、いまの気温の変化を自然の変動と人間活動に分けて考える手がかりになります。

確かめは家でも 5 分あれば足ります。まず、30 cm の定規を 1000 万年と見なし、人類の 21 cm、第四紀の 7.8 cm、新人の 6 mm に印を付けてみてください。次に、白紙に 6 つの紀を本当の長さの比で帯に描き、何も見ずに化石と生物を 10 個置いてみてください。お子さまに「恐竜と最古の人類のあいだはどのくらい空いていますか」と聞いてみるのも、よい確かめになります。

個別指導では、名前が覚えられないときほど暗記に戻らず、年代の帯を白紙に自分で描けるかどうかまで戻って確かめます。帯が描けない場所が、名前の落ちていく場所だからです。

まとめ

美術室の床で、中生代は 18 枚あまり、新生代は 6 枚あまり、第四紀はたった 7.8 cm でした。新人は爪の幅ほどの 6 mm、いまの暖かい時期は鉛筆の線 1 本ほどの 0.3 mm です。年代の名前を覚えるとは、この長さの違いを体に入れることです。6600 万年前の暗い空をくぐり抜けた恐竜の子孫はいまも窓の外で鳴いていて、私たちはその声を、氷期と氷期のあいだの 0.3 mm の上で聞いています。