初期の火星は長く続いた地獄だった、隕石研究が示唆

新しい研究の著者らによると、火星の初期の混乱した隕石の多い時期は、これまで考えられていたよりも長く続いた可能性があるという。以前の研究では、火星への巨大衝突の速度は44億8000万年前に鈍化し、42億年前に火星が居住可能な状態になった可能性が示唆されていた。しかし、新しい研究結果が正しければ、火星は少なくとも3000万年以上は居住不可能な状態が続いたことになる。

この研究では、火星隕石の中に、高圧によって「衝撃を受けた」と思われる鉱物ジルコンの粒子が特定され、火星表面に大きな衝突があったことが示唆された。

こうした隕石の衝突は想像を絶する圧力で岩石を襲い、「本質的にはアコーディオンのように圧縮する」と、オーストラリアのカーティン大学宇宙科学技術センターの地質学者で、水曜日にサイエンス・アドバンス誌に発表された研究論文の著者であるアーロン・J・カボシー氏は言う。「このプロセスにより、結晶が曲がったり壊れたり、さらには原子が再配置されたりして、時間の経過とともに微細な損傷が残る可能性がある」と同氏は言う。

カボシー氏のグループは通常、電子顕微鏡を使用して、地球と月のジルコンの衝撃による損傷を特定します。「衝撃を受けたジルコンは、地球上で最も大きな衝突のあった場所で見つかります」と同氏は言います。メキシコの恐竜絶滅の原因となった小惑星衝突のチクシュルーブ・クレーターがその例です。

しかし、今回研究チームはこの技術を、ノースウエストアフリカ7034（別名ブラックビューティー）と呼ばれる火星隕石のジルコンに適用した。この隕石は、火星の土（レゴリス）からできた一種の「瓦礫の山」で、火星中のあらゆる場所から集められた物質の破片で構成されているとカヴォシー氏は言う。研究チームは、拳大の岩石にある66個の微細なジルコン粒子を研究した。

ジルコンは「現存する鉱物の中で最も耐久性が高く、おそらくダイヤモンドに次ぐもの」と、火星隕石を研究している大学宇宙研究協会月惑星研究所の惑星地質学者アラン・トレイマン氏は言う。同氏は今回の研究には関わっていない。

この鉱物は「ほぼ永久に残る」ため、科学者たちはこれを初期の地球を研究するために使っていると彼は言う。

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ブラックビューティーのジルコンに関するこれまでの研究のほとんどは、結晶の形成を放射性年代測定することに焦点が当てられてきた。これは、2019年に別の研究者グループが行った研究に続き、ある種の電子顕微鏡を使用して衝撃の兆候に焦点を当てた2番目の研究にすぎないとカヴォシー氏は言う。それらの放射性測定によると、ブラックビューティーのジルコンは約44億5000万年前に結晶化したため、「これは火星で発見されたジルコンの中で最も古いものの一つであることを意味します」と同氏は言う。

この衝撃は、当時火星がまだ大量の宇宙岩石の衝突を受けており、生命が進化する可能性は低い時期であったことを意味すると研究チームは解釈している。

トレイマン氏は、この論文は興味深く、2019年の研究に対する反論のようなものだと述べている。2019年の研究は、同様の証拠を用いて全く異なる結論に至った。2019年の研究では、121個の類似したジルコン粒子を調べたところ、衝撃の兆候を示したのはほんの一握りだった。衝撃を受けた粒子が極めて少数だったため、著者らはこれを、44億5000万年前に岩石が形成された時点では、地球全体への隕石衝突はすでに停止していた証拠だと考えた。

対照的に、今回の研究では、66 個の粒子のうち衝撃の兆候が見られるのは 1 個だけだったため、研究著者らは反対の結論に至った。衝撃の証拠があったということは、その時点で火星を吹き飛ばす活発な衝突がまだあった可能性が高いということだ。トレイマン氏は、どちらの証拠も、局所的な衝突によって衝撃を受けた可能性がある同じ岩石サンプルから得られたものであるため、これらの影響を火星の歴史全体に一般化することには慎重だと言う。「すべては、そのわずかな割合をどう解釈するかにかかっています」と同氏は言う。

この論争は火星の居住可能性に影響を及ぼすとトレイマン氏は言うが、これはまた、初期の月の研究以来その存在が論争の的となっている後期重爆撃期と呼ばれるものに関するより大きな論争にも関わっている。これは、太陽系の混沌とし​​た形成の後、物事が落ち着き始めた頃に、地球、月、火星、その他の天体に隕石や小惑星を吹き飛ばす二次的な大衝突期があったという考えである。これらの疑問に対する答えは、まだ待たなければならないだろう。

しかし、カヴォシー氏は、これは火星の歴史を知るための窓口となり、「今後、追うべき多くの新たな疑問」をもたらすと語る。