パーサヴィアランスから採取された最初の火星岩石サンプルが、水問題の解決に一歩近づく

NASAの火星探査車「パーサヴィアランス」は、当初の失敗の後、今月、有望な火星の岩石サンプルを2つ採取するなど、順調に進んでいる。

NASA のジェット推進研究所は、探査車による最初の 3 回の岩石コア掘削の試みの初期結果を発表した。最初の試みは岩石がもろかったために失敗に終わったが、パーセベランスは 9 月 6 日に「モンデニエ」と名付けられた最初のコアサンプルの掘削に成功し、9 月 8 日には同じ「ロシェット」と呼ばれる岩石から 2 回目の「モンタニャック」を採取した。

これらのサンプル採取の結果は、NASAがすでに期待し、推測していたが、証明するにはさらに確固たる証拠が必要だったことを裏付けるものだった。それは、ジェゼロクレーターの岩石が長い間水にさらされていたという考えだ。

「小さな原子時計」

サンプルは結晶質火成岩で、熱い溶岩やマグマが結晶に固まった岩石です。岩石には化学的に変化した痕跡も見られます。風化して塩分鉱物が混じっており、おそらく近くの水が蒸発したときに残ったものと思われます。パーセベランスが岩石の表面を削ったとき、チームは外面と露出したばかりの部分の色の違いから、それが酸化されたと判断できました。

「あの岩石は、いろいろな意味でまさに理想的であり、私たちが採取した最初のサンプルだというのは本当に信じられないことです」と、カリフォルニア大学バークレー校の地球化学者でNASAのサンプルリターンチームに参加している科学者のデビッド・シュスター氏は言う。

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同氏によると、チームはジェゼロクレーターの底にあるこの地域のサンプルを採取することを1年以上望んでいたという。

ブラウン大学の惑星地質学者で、ミッションが優先すべき目標を概説したパーセベランスの科学定義チームの議長であるジャック・マスタード氏は、これらの最初のサンプルが火成岩であるように見えるという事実は、この地域の年代測定に役立つと述べている。

それは、岩石が液体の溶岩やマグマから冷えると、マスタード氏の言うところの「小さな原子時計」、つまり火星の鉱物の中に閉じ込められた放射性同位体が閉じ込められるからだ。「鉱物を開いて時計を読めば、その鉱物が何歳なのかがわかる」と同氏は言う。「結晶質の火成鉱物は特にそれが得意だ」

火星のクレーターの較正

発表によると、パーセベランスの核の塩分には古代火星の水の小さな泡が含まれている可能性があり、それが火星の古代の気候を示唆することになるという。

マスタード氏は、研究室でこのような「含水鉱物」の詳細を研究することで、科学者はジェゼロクレーターに水がどれくらいの期間存在していたかをより深く理解できるようになり、「それが降雨だったのか、溜まった水だったのか、地下水だったのか」が明らかになるだろうと話す。

シュスター氏は、現在研究者らは確固としたタイムラインを持っていないため、火星の特徴の年代を推定するためにコアサンプルを使用することが重要だと語る。

科学者たちは、衝突クレーターの数を測ることで火星表面の年齢を推定している。表面が古ければ古いほど、クレーターの数が多くなる。しかし、一定期間に出現するクレーターの数の推定は、質量がはるかに小さく、軌道も異なる月から持ち帰ったサンプルに基づいている。

火星でこの「較正」を行えば、年齢に関する現在の推定値がすべて劇的に変わる可能性がある。理想的には、探査機は幅広い範囲の岩石年代をサンプルとして採取し、最良の基準値を得ることになるだろう。

デルタの審議

この目的を念頭に置き、パーセベランスの着陸地点の選択は難しい決断だった。ジェゼロクレーターと、近くのニリ平原と呼ばれる高地の「上流」地域の間で僅差の選択だったとマスタード氏は言う。

一方、生命を探すなら、「液体の水があったことが最も明らかな」場所を探すべきだとシュスター氏は言う。そして、そのためにはジェゼロクレーターのデルタが最適な選択肢のように思われた。

マスタード氏は、「大量の堆積物を運ぶ川が大きな湖に流れ込むと、川の流れが遅くなり、堆積物を保持できなくなるため、堆積物が流れ落ちる」と三角州が形成されると述べている。

地球の川の水には生物がたくさん生息しており、死ぬと川底に沈んでしまう。しかし、かつて生きていた生物の痕跡は「棺桶に入れる方法を見つけない限り、長くは残らない」とマスタード氏は言う。火星の生物が川で生活し、死んでいたとしたら、デルタの堆積物が死骸の上に降り積もって埋もれ、腐敗から守られ、数千年後に探査車が発見するかもしれない。

しかし、ジェゼロ・クレーターは、NASAの探査車キュリオシティが着陸したゲイル・クレーターなど、これまで探査されてきた他の場所と環境が似ているとマスタード氏は言う。そして、生命の探索以外では、この地域は科学的にそれほど興味深いものではない。

上流の機会

しかし、マスタード氏はニリ平原を好んだ。ニリ平原は「まったく未踏の地形」、つまり火星の地下への窓を垣間見ることができるからだ。ジェゼロは火星に生息していた生命を見つけるには最善の選択肢かもしれないが、火星の地表の下に生命がかつて存在していたとすれば、ニリ平原の方がその可能性は高い。マスタード氏は、火星の露出した地表に住むことで生じる過酷な放射線、気温の変化、その他の厄介な問題を考えると、火星の地表の下に生命が生き残る可能性が高いと考えている。

上流のニリ平原には、角礫岩と呼ばれる大きな岩石の塊があり、その大きさは家ほどもある。これは、強力な隕石や小惑星の衝突によって火星の地下の岩石が噴き出して形成されたものだ。

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たとえ古代の生命の痕跡がなかったとしても、ニリ平原は科学者に地表下全般についてより多くのことを教えてくれるかもしれない、とマスタード氏は言う。

委員会は議論に議論を重ねたが、最終的にはジェゼロクレーターに着陸することを決定した。ミッションの限られた時間内で、そこがより直接的でユニークな目標になるからだ。

赤い惑星の和解

ジェゼロが勝利したとはいえ、ジェゼロ中毒者とニリ狂信者の間にはまだ平和の希望がある。パーセベランスがジェゼロクレーターでの任務を完了すると、探査車はミッションを延長してニリ平原に近い地域を探索できるようになる可能性があるとマスタード氏は言う。

しかし、それはまだ先の話であり、今のところ探査車は次に、約 200 メートル離れた岩だらけの砂丘に覆われた起伏の多い地形の南セイタ地域を偵察する予定です。パーセベランスはサンプルを収集し続け、それをキャッシュに投下します。これは、うまくいけば 2030 年代初頭に予定されている将来の欧州宇宙機関のミッションによって回収され、持ち帰られる予定です。

シュスター氏は、このミッションが宇宙生物学に焦点を当てていることに興奮しているが、その理由は大抵の人が期待する理由とは少し違う。このミッションは生命の兆候を探していると推測する人もいるかもしれないが、「私は実際にはそうは考えていません」とシュスター氏は言う。「私たちは本当に、生命を支えた可能性のある条件の兆候を探しているのだと思います。」

その違いは微妙に思えるかもしれない。しかし、科学者が居住可能な条件を発見し、徹底的に調査した後でも生命の兆候が見つからなければ、次のような疑問が湧いてくる、とシュスター氏は言う。「なぜだめなのか？ 生命は、なぜ存在できる可能性のある場所に現れなかったのか？」これは、宇宙で生命がどれだけ稀なのかといった、より大きな疑問を提起する。

居住可能な火星に生命が存在するかどうかという疑問に対して、シュスター氏は「すべての答えが興味深い」と語る。