氷期―間氷期サイクルに対する海生生物の応答
模式露頭の大桑層は層厚約210mで，豊富な貝化石を産する．そこで，北村は堆積相解析とともに貝化石の層位分布をベルト・トランセクト法(幅1m)で調べた．さらに，掘削による露頭欠損部の充填と浮遊性有孔虫の群集解析を行った．
その結果，以下のことが分かった．
1. 大桑層の概要
岩相・貝化石群集から，模式露頭の大桑層は，下部，中部，上部に分かれ，各部はさらに4.1万年周期の氷河性海水準変動に起因する堆積シーケンスの累重からなり，これらは酸素同位体ステージ(MIS)56から21.3に対比される(北村・近藤, 1990, Kitamura & Kawagoe, 2006)．
大桑層の柱状図，貝化石の主要種と暖水系浮遊性有孔虫
Globigerinoides
ruberの層位分布を示す．右端は酸素
同位体比変動曲線．数字は同位体ステージを示し，青数
字は氷期，赤数字は間氷期である．
2. 堆積シーケンスと貝化石群集の変遷
中部に見られる最も完全な堆積シーケンスは，層厚が約7mで，下位より貝化石密集層，淘汰の良い細粒砂岩，泥質細粒〜極細粒砂岩，淘汰の良い細粒砂岩の順に重なる．密集層基底の侵食面はラビンメント面で，シーケンス境界，海進面であり，貝化石密集層は海進ラグである．堆積シーケンスでは寒水系種を主体とする貝化石群集から，暖水系種を主体とする貝化石群集へと変遷し，そして再び寒水系種を主体とする貝化石群集が現れる．堆積シーケンスは海進期堆積体，高海水準期堆積体，海退期堆積体から構成され，各堆積体の境界に関しては，高海水準期堆積体の下限(最大海氾濫面)は暖水系貝化石群集産出層準における石灰質粒子の占有率の最大層準とし，海退期堆積体の下限は暖水系浮遊性有孔虫の消滅層準と認定した(下図)(Kitamura
et al., 2000)．ニュージーランドなどに見られる下部更新統を含め世界各地の堆積シーケンスに比べて，大桑層の堆積シーケンスは海進期堆積体が良く発達するという特徴を持つ．これは，狭い陸棚に加えて，退氷期に対馬海流の流入に伴う多雪化により，日本海に流入する河川水の流入が増大し，結果的に海水準上昇期にもかかわらず砕屑物の供給量が低下しなかったためと思われる(Kitamura,
1998)．
大桑層の堆積シーケンスでは寒暖両水系の貝類群集の周期的変遷が見られ，寒水系種は現在の北海道西方沖に生息する種や大桑万願寺動物群に特徴的な固有種(Turittella saishuensis saishuensis, Anadara
amicula，Clinocardium
fastosumなど)から構成される．一方，暖水系種は現在の本州北部沖に生息する種である．170-100万年前にかけて4.1万年（間氷期）ごとに対馬海流は流入し，寒水系種は地域的に絶滅し，日本海北方や対馬海流の影響の及ばない深度に避難し，氷期になると南下あるいは浅海に戻ってきた．このような地理分布の縮小・拡大はあったものの，種の絶滅は起こらなかった．大桑層の化石記録は，氷期―間氷期サイクルに対して生物は，進化よりも移動によって対応したことを示唆する．
3. 温暖化時の貝類群集の変遷
大桑層中部の各堆積シーケンス下部に見られる寒水系貝化石種から暖水系貝化石種の移行様式には，(I)寒水系貝類に暖水系貝類が混在するタイプ，(II)寒水系貝類の消滅後しばらくして暖水系貝類が出現するタイプ，に分けられる(Kitamura
et al., 2000)．下の２枚の図は，後者のケースである．
上の図で，右端の２種が暖水系種である．寒水系種と混在しない点に注目！
前者は，対馬海流の流入と平行して，寒暖水系生物の境界が温暖化に伴って北上したことによって生じたと解釈され，後者は水温の年格差の増大により寒暖両水系貝類に生息不適な環境が一時的に現れたと考えられる．
後者の変遷様式は，酸素同位体ステージ 48/47，44/43，36/35，32/31の変換期に見られ，いずれも歳差運動，地軸の傾き，離心率のピークが近接した退氷期で，北緯65度の夏期日射量は482W/m2/dayを超える(Kitamura，2004)．41 kyr worldの気候サイクルは地軸の傾きの変動に対して線形応答するという仮説を日本海環境に適用すると，北半球の夏期日射量が強い(冬期日射量は逆に弱くなる)退氷期の対馬海流流入開始期の日本海陸棚では，例外的な水温の季節性が生じ，その結果，寒暖両水系の貝類の生息を阻害する環境が一時的かつ局地的に現れた可能性は十分ある．この解釈に基づくと，今後15万年，日本海陸棚では寒暖両水系の貝類の生息を阻害する環境は現れない(北村, 2004)．
参考文献
Kitamura, A., 2004.
Effects of seasonality, forced by orbital-insolation cycles, on offshore molluscan
faunal change during rapid warming in the
北村晃寿，2004. 第四紀の気候変動と種多様性:
氷期―間氷期サイクルに対する海生生物の応答.化石, 75, 54-59.
Kitamura, A., 1998.
Glaucony and carbonate grains as indicators of the condensed section: Omma
Formation,
Kitamura, A., Kondo,
Y.,
Kitamura, A., Matsui,
H. and Oda, M., 2000. Constraints on the timing of systems tract development
with respect to sixth-order (41 ka) sea-level changes: an example from the
Pleistocene Omma Formation, Sea of Japan. Sedimentary Geology, 131, 67-76.
Kitamura, A., Omote, H.
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Kondo, Y., Abbott, S.
T., Kitamura, A., Naish, T., Kamp, P. J. J., Kamataki, T. and Saul, G. S.,
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Examples from Japan and New Zealand. Sedimentary Geology, 122, 109-127.