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太古の火星は生命存在に適した水環境だった 金沢大、東工大などのグループ

掲載日:2019年11月1日

35億年前の太古の火星には塩水が存在するなど、水環境は生命存在に適していたことが分かったと、金沢大学や東京工業大学などの研究グループがこのほど発表した。米航空宇宙局(NASA)の火星探査車「キュリオシティ」が採取した試料を使って太古の水を復元した成果という。火星には液体の水があったことは確実視されているが、水質まで明らかになったのは初めて。論文は英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ電子版に掲載された。

ゲール・クレータにかつて存在した水環境を調査するNASAの火星探査車「キュリオシティ」の想像図(NASA提供)
ゲール・クレータにかつて存在した水環境を調査するNASAの火星探査車「キュリオシティ」の想像図(NASA提供)

研究グループは、金沢大学環日本海域環境研究センターの福士圭介准教授、同大学博士前期課程の森田康暉さん、東京工業大学地球生命研究所の関根康人教授のほか、米ハーバード大学や物質・材料研究機構の研究者も参加した。

福士准教授らは、火星の赤道付近にあって、かつて巨大な湖が存在したとされている「ゲール・クレータ」内部の巨大湖に着目した。そして放射性廃棄物の地層処分研究分野で開発された水質復元法を応用し、キュリオシティが採取した湖底の土壌などの堆積物のデータから太古の火星に存在し、その後失われた水の水質を復元した。具体的には、結晶が層になって積み重なった構造の粘土鉱物「スメクタイト」のイオンの組成などを詳しく解析した。

スメクタイトはその特殊な構造から過去の水環境を反映しているとされ、解析の結果、スメクタイトの層と層の間に水から移ったとみられるカルシウムやマグネシウム、カリウムなどのイオンが残っていたことが判明。かつて火星に存在した水は、ミネラルを豊富に含み、地球の海水の3分の1程度の塩水で、水素イオン濃度(pH)は中性であったことが分かった。こうした水環境は生命の誕生と生存に適していたという。

粘土鉱物「スメクタイト」の層間組成を利用した水質復元法の概念図(金沢大学、東京工業大学などの研究グループ提供)
粘土鉱物「スメクタイト」の層間組成を利用した水質復元法の概念図(金沢大学、東京工業大学などの研究グループ提供)

研究グループによると、今回用いた水質復元の手法は、小惑星「りゅうぐう」上空に昨年6月に到達し、来年末に地球に帰還する小惑星探査機「はやぶさ2」が持ち帰る試料の分析にも使えるという。

これまでのNASAや欧州宇宙機関(ESA)が探査機や探査車を火星に送って意欲的な探査を行ってきた。探査の成果として、火星の大気にはメタンが、表面岩石には有機物があり、液体の水が存在する証拠も見つかっている。しかし、水そのものは採取できておらず、既に失われている水の水質を復元することもできなかった。このため太古の火星に存在したとされる水が生命存在に適した水質だったかどうかは分からなかった。

NASAのハッブル宇宙望遠鏡が昨年7月18日に撮影した地球に大接近する火星の南半球(Credits: NASA, ESA, and STScI)
NASAのハッブル宇宙望遠鏡が昨年7月18日に撮影した地球に大接近する火星の南半球(Credits: NASA, ESA, and STScI)

研究グループは今回の成果について「火星のイメージが生命の誕生と生存に適した惑星に塗り替えられた」などとしている。キュリオシティは、2011年11月に米フロリダ州のケープカナベラル空軍基地から打ち上げられ、翌2012年8月に火星に着陸。火星大気中にメタンや岩石中に有機物があることなどを確認している。

NASAの火星探査機「インサイト」が撮影し、10月29日に公表された火星表面の画像(NASA/JPL-Caltech提供)
NASAの火星探査機「インサイト」が撮影し、10月29日に公表された火星表面の画像(NASA/JPL-Caltech提供)
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