科学者らは50年ぶりに新たな月の岩石を発見した

冷戦後初めて月の岩石と土が運ばれたことで、月の太古の昔に厳しい表面状況が続いていた痕跡がすでに明らかになっている。

中国国家宇宙局の嫦娥5号着陸機は2020年12月1日に月面に着陸した。2週間余り後、同機は月の表側に見える数千キロ幅の巨大な暗黒帯である嵐の大洋領域の着陸地点から掘削して採取した月の岩石と表土のサンプルを持ち帰った。この低地地域の中で、着陸地点は地質学的に最も新しい月の地域の一つであり、サンプルは分析のために地球に持ち帰られたものの中では最も新しいものとなる。

アポロ11号は1969年7月に最初の月のサンプルを地球に持ち帰った。しかし、1976年のソ連のルナ24号ミッション以来、月の岩石や土壌を地球の研究室に持ち帰ったミッションはなく、嫦娥5号によるサンプルの持ち帰りは45年ぶりとなる。このミッションは中国の月探査史上5回目で、中国神話の月の女神にちなんで名付けられた。

「嫦娥5号ミッションは、アポロとルナミッションに続く人類の月探査の画期的な出来事だ」 サンプルの予備分析を行ったチームの一員である、中国地質大学の惑星地質学博士課程の学生、Yuqi Qian 氏はこう語る。

銭氏は最近開催された国際惑星科学会議「ユーロプラネット科学会議」でチームの結果を発表した。

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銭氏は、科学者の月に関する知識は前回のサンプル採取ミッション以来劇的に変化しており、今回初めて科学者たちが自分たちの知識を新たなサンプルと比較して「月について正しい理解があるかどうか」を確認できると語る。

中国の宇宙機関は、提案された実験のうち、およそ2キログラムの新鮮なサンプルを利用できるものを決定する。「嫦娥5号のサンプル申請は非常に競争が激しいので、私たちはとても幸運です」と銭氏は言う。

中国地質大学は7月に最初のサンプル返還を申請し、嫦娥5号の積荷200ミリグラムを入手した。中国国家宇宙局は85件の提案を受け、そのうち承認されたのは31件だけだったと銭氏は言う。

嫦娥5号がサンプルを持ち帰る前に、銭氏は以前の研究で着陸地点の年代を判定しようとし、リモートセンシングデータに基づいて18億年から22億年前という推定値に達した。チームがサンプルを入手したとき、その地域は彼の推定範囲のちょうど真ん中、つまり約20億年前であることがわかり、とても安心したと銭氏は言う。

研究チームは、サンプルの約90パーセントが海の玄武岩（低地地域特有の岩石）であり、残りの10パーセントはより希少な産地からの異質な物質の混合物であることを発見した。

これらの異質な物質には、遠方の衝突噴出物、ガラス質の火山ビーズ、落下した隕石の残骸、月の盾状火山からのシリカを豊富に含む物質などの「非海洋物質」が含まれていました。

このサンプルの構成により、研究チームは地質学捜査を用いてこの地域の歴史を推測することができた。研究チームは、幅 39 キロのハルパルス クレーターを作った衝突によって、おそらく 300 キロ離れた嫦娥 5 号着陸地点まで噴出物が飛び散り、異質物質の大部分を占めていることを発見した。さらに 2 つの巨大で遠く離れたクレーター、コペルニクスとアリスタルコスも、それぞれ 1300 キロと 600 キロ離れた場所にあり、異質物質を大量に含んでいる。着陸地点からは離れているが、3 つのクレーターはすべて、月全体に物質をまき散らした可能性のある巨大な衝突によってできたものである。

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火山の粒は、今も噴火を続ける火山を抱えていた古代の高温の月の地質学的記録も提供している。これらの小さな粒は落下して周囲の空間で冷え、その後月面に降り注いだ。アポロ計画ではこれらの粒の一部が持ち帰られ、科学者たちは2008年に、そのサンプルに地下深くから採取された古代の月の水が含まれていることを突き止めた。

嫦娥5号のサンプルは月面の地形の年代を決定する上でも重要だった。というのも、現在の老化モデルは30億年以上、あるいは10億年未満の地形には有効だが、その間の期間にはそれほど正確ではないからだ、と銭氏は言う。この20億年前のサンプルがあれば、科学者たちはそのギャップに対する年代測定モデルをより正確に調整できるだろう、と銭氏は言う。

国際科学界の貴重な月の岩石の宝庫は、NASA の今後のアルテミス計画でさらに多くの月のサンプルを持ち帰る予定であり、近いうちにさらに増え続けることが期待される。