NASAの火星探査車「キュリオシティ」が火星の有機分子とメタンを追跡
アラン・ボイル著
火星にメタンやその他の有機化学物質が存在するという最新の証拠は、一部の人々が期待していたような火星生命の決定的な証拠ではないが、宇宙生物学者にさらに多くの手がかりを与えるものとなる。
NASAの火星探査車キュリオシティが収集したデータは、火星大気中のメタンの増減に季節的な周期があることを示しているほか、掘削された火星の岩石中に有機分子が存在するという決定的な証拠も示している。これらの研究結果は、今週号のサイエンス誌に掲載されている。
これらの報告は、過去の観測結果と一致しており、有機分子の検出や10年以上前の大気中のメタンの測定結果も含まれています。これらの測定値は、過去または現在の生物活動によって説明できる可能性がありますが、非生物学的な説明も考えられます。
今回の大きな違いは、より正確で的を絞った測定により、有機分子の信号が以前のヒントよりも桁違いに強力になっていることだ。
「これら2つの発見は宇宙生物学における画期的な進歩だ」とオランダのユトレヒト大学の惑星科学者インゲ・ロース・テン・カーテ氏はサイエンス誌の論評で述べた。
測定データは、数十億年前には水で満たされていたと考えられる火星のゲールクレーターにあるキュリオシティの探査地から得られたものである。
NASAジェット推進研究所のクリストファー・ウェブスター氏が率いる科学チームは、火星の大気中のメタン濃度は北半球の季節が冬から晩夏へと移り変わるにつれて上昇し、その後季節が寒くなるにつれて再び低下することを発見した。
測定は、SAM（火星サンプル分析装置）として知られる一連の計測機器の一部である波長可変レーザー分光計を使用して、火星の3年間にわたって行われた。
ウェブスター氏とその同僚は、この現象に対する最も有力な非生物学的説明は、地下に凍ったメタンの貯留層が存在する可能性を示していると述べている。メタン分子はクラスレートと呼ばれる水系結晶に閉じ込められており、気温が上昇するにつれて地表に浸透する可能性がある。
「地表温度には季節サイクルがあり、それが地表に到達した時に初めて大気中へのメタンの放出が調整されるのです」とウェブスター氏は語った。
NASAゴダード宇宙飛行センターのジェニファー・アイゲンブロード氏が率いる別の科学チームは、SAMのサンプル調理オーブンを使用して火星の岩石粉末の化学分析を実施した。
SAMは以前にも有機化学物質の証拠を検出していたが、ケイト氏は、それらの測定値には疑問が残ると指摘した。SAMのオーブン内で過塩素酸塩が汚染されたか、分解された可能性があったためだ。こうした疑問を生じさせないため、アイゲンブロード氏らは高温で放出されたガスのみに焦点を当てた。
研究者たちは、注意深い研究の結果、チオフェン、芳香族、脂肪族に分類される3種類の有機化学物質の明確な証拠を発見した。
アイゲンブロード氏によると、彼女と同僚が特定した分子は、ケロジェンと呼ばれる有機化合物のより大きな分子から分離した可能性があるという。地球上では、ケロジェンは石炭やオイルシェールなどの化石燃料に含まれており、宇宙からの隕石にも含まれている。
「私たちが発見した有機分子の全てが見つかるとは考えていなかった人も多かった」とアイゲンブロード氏は述べた。「今では多様な分子が見つかったので、この物質がどのように保存されているのか、そして他にどこでさらに発見できるのかを、もう少し理解し始めることができるようになった」
この文脈において、「有機」とは、必ずしも化合物が生物によって生成されたり利用されたりしたことを意味するわけではありません。むしろ、この用語は単に分子が炭素原子と水素原子を含んでいることを意味します。しかし、このような分子は生物起源の化学物質の基礎となると考えられています。
研究者たちは、最新の研究結果がもたらす詳細な意味をまだ解明できていない。例えば、ウェブスター氏とその同僚たちは、大気中のメタンの増減に見られる強いパターンは「現在の火星で、未知の大気や地表のプロセスが依然として存在していることを示している」と述べている。
テン・ケイト氏は、新たに発表された発見は「火星の過去の生命の可能性を考慮すると、広範囲にわたる意味合いを持つ」と述べた。今回の研究は、キュリオシティ探査チームによる古代の火星の居住可能性に関する過去の報告に基づいていると彼女は述べた。
キュリオシティのミッションが続くにつれ、さらなる答えが得られるかもしれません。そして2020年には、NASAの別の探査車と欧州宇宙機関のエクソマーズ探査車が、火星生命に関する疑問にさらに鋭く焦点を当てるでしょう。
