火星のマスカラのような縞模様は、泥水と地滑りによって生じたものかもしれない

火星は季節とともに涙を流しているようだ。火星の夏、日が暖かくなるにつれ、数十万本の黒い筋が火星の崖やクレーターを染めるが、翌年まで消えてなくなる。10年以上の論争の末、ついに実験室での実験でその理由が明らかになったかもしれない。

2000年代後半、NASAの火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターに搭載された鋭い目を持つカメラが初めてこの帯状の模様を発見したとき、衝撃を受けた研究者たちは、赤い惑星の不毛な地表を流れる水を見ているのかもしれないと考えた。夏に溶けて冬に蒸発するものは他に何があるだろうか？これは魅力的な発見だった。なぜなら、湿った火星は生きている火星を意味する可能性があるからだ。

しかし、繰り返し斜面線状（RSL）として知られるこれらの筋が本当に湿った場所であるならば、その原因となっている液体は地上の水とはまったく異なる働きをする。例えば、一部の筋は、水が凍ってしまうような極寒の日でも広がっており、多くの線は急勾配の斜面のみを流れる（水は最も緩やかな丘でも流れ落ちるはずだ）。一部の科学者は、暗い鉱脈は水でできているのではなく、実際には乾燥した地滑りに過ぎないと主張しているが、どちらの陣営も納得のいく説明をしていない。

「氷と液体のモデルは機能しない。なぜならRSLがある場所には氷があまり見られないからだ」とSETI研究所の惑星科学者ジャニス・ビショップ氏は言う。「また、乾燥モデルは、それを始動させる何かが必要なので機能しない」

おそらく、RSL はある意味ではドライに、またある意味ではウェットに振舞うが、それは実際にはその両方だからだろうと彼女は今考えている。

火星人の考え方を理解するために、ビショップ氏と彼女の同僚は、南極やアタカマ砂漠の塩原などの現場において、地球上で最も乾燥した場所の下で何が起こっているかからインスピレーションを得た。そこで彼らは、漂流した水分子が土の中の塩分と共謀して、文字通り地球を揺るがすような効果を生み出す可能性があることに注目した。

塩は水が大好きで、隙あらば空気中の水を吸い取ろうとする（レストランが米を塩入れに入れるのはそのためだ。米粒が水を吸い取って塩がふやける前に吸うからだ）。地中の塩も同じだ。塩分を多く含む鉱物が水を吸いすぎると液化し、そのあとに空間が残る。地球では、ビショップ氏と共同研究者は、飽和塩素塩が溶解し、その水分が石膏（硫酸塩を含む塩の一種）に移って石膏も溶解し、地球の一部をくり抜いて陥没穴や陥没穴を作る様子に気付いた。

「硫酸塩と塩素塩が一緒に存在する場所では、奇妙なことが起こる傾向があります」と彼女は言います。「この2つの塩が一緒に存在すると、水が循環しているようなのです。」

探査車は火星に大量の塩分を検出した、とビショップ氏は推論した。地下水が鉱物を溶かし、火星の表面を不安定にしてRSLを引き起こす可能性があるのだろうか？彼らはそれを調べるために研究室へ移動した。

まず研究者たちは、極寒の火星の土が濡れるかどうかも調べた。似たような組成のハワイの火山性の土に塩と水一滴を加え、華氏約-130度（摂氏-90度）まで冷やした。次にサンプルを温め、分光計と呼ばれる機械を使ってH2O分子の状態を調べた。チームは、散らばった氷の粒が華氏約-60度（摂氏-50度）で柔らかくなることを発見した。これは火星の晴れた夏の日の温度に十分対応できる範囲だ。ビショップ氏によると、以前の研究グループも塩分を多く含む火星の氷の塊がどのように溶けるかを研究していたが、この実験は、極寒の気候にもかかわらず、氷の小さなかけらが混じった乾燥した火山性の土も少しぬかるむことを初めて示したという。

水が周囲に広がる可能性があることを知った研究チームは、もし広がった場合に何が起こるかを調査した。別の実験では、火山性土と適切な塩を混ぜ、砕波の底に水を噴射した。予想通り、水は上方に広がり、塩を飲み込んだ。湿った土の弱くなった層を覆う、乾燥した凸凹した脆い地殻が残った。

ビショップ氏は、このやや湿った土壌と乾燥した脆い地殻の致命的な組み合わせが、火星の斜面を崩壊してRSL（地滑り）に陥れる原因になっていると考えている（そして地球上で湿潤か乾燥かの議論を巻き起こしている）。まず、水の動きによって脆弱で露出した地殻が形成される可能性がある。次に砂嵐がやって来て地殻を崩し、乾燥地滑りを引き起こす可能性がある。研究者らは本日、Science Advances誌に研究成果を発表した。

学部生時代にRSLの発見に携わり、現在はラトガース大学の助教授を務める惑星科学者ルジェンドラ・オジャ氏によると、この理論は他の不可解な観察とも一致するという。数年前、彼と数人の同僚はRSLの近くで謎の「陥没」、つまり小さな地滑りに気づいた。「それが一体何なのか、まったくわからなかった」と彼は言う。

今、彼は同じ水溶解塩プロセスが2つの地形を結び付けているのではないかと考えている。「この論文で本当に気に入ったのは、『時間が経てばこうした地滑りが見られるはずだ』と書いてあることです。そして、私たちは実際にそれを見ています」と彼は言う。

ビショップの実験では、このプロセスが物理的に起こり得ることが示されているが、実際に火星のクレーターの壁が崩壊するのだろうか？ 次のステップは、より感度の高いセンサーを搭載した将来の探査機で、塩分の多い地域が RSL に特に陥りやすいかどうかを確認することだ。「そこがミッシングリンクのようです」とオジャ氏は言う。

地中の微量の水分によって生じるRSLは火星をより活気のある場所にするだろうが、おそらく生命のある火星にはならないだろう。水分子は宇宙飛行士が利用するには少なすぎて、非常に塩分の多い土壌は私たちが知っている生命を毒するだろう。

それでも、地中の水分子がまばらに存在することは、微化石ハンターにとっては朗報となるかもしれない。火星は40億年ほど前はおそらく湿潤で緑豊かな場所だったが、その後何が起こったのかについては「大きな疑問符が付く」とビショップ氏は言う。「今日、土の中に埋め込まれた小さな氷や液体の水の証拠が見られるなら、この[居住可能期間]は延長されていた可能性があるということになる」