火星で過去の化学反応の痕跡が発見される

2021年2月、火星探査車パーサヴィアランスは、かつて火星の河川デルタだったクレーターに到達しました。7つの機器を搭載した全長10フィートの探査車は現在、ジェゼロクレーターの探査を行っており、そのミッションの一部には、赤い惑星の古代の微生物生命の痕跡が含まれている可能性のあるサンプルの収集が含まれています。これは、火星の岩石とレゴリス（土壌中のゆるい未固結の岩石、ガラス、鉱物の破片）を収集して貯蔵する初のミッションです。また、このミッションは火星の有人探査への道を開くものとなりますが、まずは火星の地質、過去の気候、惑星の化学についてもっと知る必要があります。

本日サイエンス誌に発表された研究で、世界中の科学者チームが火星で過去に液体の水と炭素化合物の化学反応が起こった証拠を提示している。

「私たちは、このような液体の水環境と有機化合物が共存する環境を発見したと考えています。これが、いわゆる居住可能性を説明できる限界のようなものなのです」と、研究の筆頭著者でマサチューセッツ工科大学（MIT）の博士研究員であるエヴァ・リンハン・シェラー氏はPopSciに語った。

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研究チームは、NASA のラマン分光法と有機物および化学物質の発光による居住環境のスキャン (SHERLOC) 装置を使用して、クレーター内の 3 つの岩石の深紫外線ラマン分光法と蛍光分光法を実施しました。ラマン分光計は、液体の水と有機化合物の兆候を探すように設計されています。テストにより、これらの化学反応の証拠が検出され、火星にかつて水生環境が存在していた証拠が示されました。岩石に見つかった硫酸塩と過塩素酸塩の混合物は、塩水による岩石の後の変質によって形成されたものと思われます。

「この研究では、基本的に結晶化したマグマである火成岩と液体の水の相互作用について多くを語っています」とシェラー氏は付け加える。「その中で最も驚いたのは、これらの液体の水環境から得られた証拠の一部が、塩化ナトリウムと硫酸ナトリウムの混合物であるという非常に奇妙な化学的性質を持っていることです。」

NASAは2014年に初めて火星で炭素系、つまり有機物を発見したが、今回の発見により、赤い火星の岩石に浸透して塩水として形成された過塩素酸塩（塩素と酸素の混合物）が説明される。

「本当に興味深いのは、このような物質は極めて溶解性が高いということです。液体の水と接触すると、基本的に溶解します」とシェラー氏は説明します。「つまり、岩石が液体の水と接触した最後の段階は、火星の水の最後の息吹だったのです。」

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火星の水の最後の噴出がいつ起こったのかを知るには、科学者は研究室でサンプルを調べる必要がある。NASAと欧州宇宙機関（ESA）によると、火星の岩石サンプルは2033年中に地球に到着する予定だ。

パーセベランスがジェゼロクレーターを探査しているのは、固体サンプルを提供する可能性が最も高いと考えられているためだ。約35億年前、ジェゼロクレーターには古代のデルタ、つまり火星の川と湖が合流した扇形の地域があった。パーセベランスは、かつて水だった川にさまざまな大きさの粒子が沈殿して形成されたデルタの堆積岩を調査している。探査車は2021年の最初の科学キャンペーン中にクレーターの底を探査し、マグマから地下深くで、または火星表面の火山活動中に形成された火成岩を発見した。

今後、一つだけ確かなことは、火星の多彩な過去の秘密を探るために岩石を研究することが、科学者たちの忙しい日々となるだろうということだ。

「さまざまなミッションで、火星の表面のいたるところでこの極めて奇妙な化学物質の塩化物が発見されています」とシェラー氏は言う。「今後 10 年ほどで、人々が掘り下げていく大きな謎が生まれるでしょう。」