アポロ月の岩石は宇宙の秘密を明らかにし続けている

2時間に及ぶ月面探査の終わりに近づいた宇宙飛行士のニール・アームストロングとエドウィン・オルドリンは、20分間で約48ポンドの月の岩石と塵を急いで集めた。

約24万マイル下方では、地球上の研究者たちが、間もなく実現する夢を待ち望んでいた。それは、月のサンプルを、利用可能なあらゆる化学的、地質学的、物理的、生物学的なテストにかける機会だ。

6回のアポロ計画（最初の計画は今週50周年を迎える）を通じて、宇宙飛行士たちは月から842ポンドの砂、塵、岩石、コアサンプルを回収した。

型破りなお土産ではあるが、1969年から1972年にかけて収集されたアポロのサンプルは、科学にとって、これからも与え続けられる贈り物である。半世紀以上にわたり、サンプルは月、地球、太陽系内部の歴史に関する秘密を明らかにしただけでなく、工学、宇宙生物学、医学への応用を目的とした技術開発の刺激となり、その発展を促した。

サンプルが手元にあれば、一連の実験室実験を行うことができると、ワシントン D.C. のカーネギー科学研究所の地球化学者リチャード・カールソン氏は言う。「サンプル内の粒子を一つ一つ分析し、膨大な量の情報を得ることができます。」

最初のアポロ計画に至るまでの数年間、月の地質学は多かれ少なかれ停滞しており、遠くからの観測に基づく仮説に限られていた。「既存の実験データの解釈には多くの曖昧さが伴うという以外に結論を導くことはできない」と 1967 年の USGA 報告書は述べている。

ニューヨークのアメリカ自然史博物館の地質学者で学芸員のデントン・エベル氏は、地球に持ち込まれた月の破片がすべてを変えたと語る。同博物館には３つの月の岩石が収蔵されている。

「月はロゼッタストーンです」とエベル氏は言う。「これらの岩石は新たな秘密を明かし続けます。」

ここに、個別にカタログ化された 110,000 個のアポロ地質サンプルからわかったことの一部を示します。

月はチーズでできているわけではないが、その岩石の表面は何度も溶けている。

ガリレオは 1609 年に望遠鏡を天体に向け、それまで誰も見たことのない倍率 (人間の目の 20 倍) で月を観測し、月に関する科学を開拓しました。彼が見たものは、当時私たちが月は完全な球体だと信じていたものとはかけ離れていました。ガリレオが観測したのは、山や谷が点在し、尖った斑点のある表面でした。

その後何世紀もの間、科学者たちは月のゴツゴツした表面がその起源について何を示唆しているのかを推測してきました。ある科学者は、月は地球と同様にかつては激しい火山活動の舞台であり、「焼け過ぎた灰となり、その過程で月のクレーターが形成された」と理論づけました。また、私たちの衛星は冷たい物体で、ゆっくりと質量を蓄積し、目に見える特徴は隕石の衝突の産物であると主張する科学者もいました。しかし、持ち帰られた最初のサンプルは、月の起源が高温で激しいことを示したのです。

分析の結果、アポロ11号のサンプルには4つの基本的な岩石グループがあり、そのうち2種類は火山起源であると判明したと、宇宙ジャーナリストのアンソニー・ヤングは2017年の著書『アポロ月サンプル収集の分析と結果』に記している。

月は（悲しいことに！）チーズでできていないことが今ではわかっています。その代わりに、月は「さまざまな方法で溶け、火山から噴出し、隕石の衝突によって押しつぶされた」岩石質の物質でできているとヤングは書いています。

月は誕生当初、広大で深い溶けたマグマの海だった。その高地は、約 44 億年前にこの荒れ狂う海の表面に浮かんだ岩石によって形成された。時が経つにつれ、隕石が古代の浮遊地殻を叩き、山脈を形成して盆地を作り、噴火する月の火山が「オレンジとエメラルド グリーンのガラス玉の堆積物」を生み出したとヤングは書いている。

現在、月は厚さ37マイルの地殻を持ち、その上に硬い層があり、その上に柔らかく粘性のある内部層が広がっている。研究者たちは、さらに深いところに小さな溶けた鉄の核があるかどうかまだ調べているところだ。

地球と月は二卵性双生児かもしれない（ある意味）

研究者たちは、月の岩石と地球の岩石を比較することで、月の組成が地球のマントルと似ていること、そして2つの天体は共通の元素の元帳の異なる比率で構成されていることを発見した。

「それは地球と同じ物質でできている」と、今週サイエンス誌に月のサンプルに関する論文を発表したカールソン氏は言う。

科学者たちは、火星サイズの惑星が地球に衝突し、地殻とマントルの破片が地球の軌道上で合体して月になったときに月が形成されたと考えている。

「その結果、表面にクレーターがひとつもない月が誕生したのです。基本的にゼロから始まったのです」とカールソン氏は言う。

月には生命体は存在しない

残念なことに、何世紀にもわたる想像に反して、月は生命を支えることができません。

徹底的な検査を行っても、生物、化石、天然有機化合物の痕跡は発見されませんでした。

研究者たちはまた、月にはほとんど水がなく（岩石は水分をほとんどまたは全く含まないプロセスを経て形成された）、水があったとしても氷の形で存在すると結論付けている。また、一部の研究では古代に磁場があった可能性を示唆しているが、私たちの知る限り、現在の月には磁場は存在しない。

月の表面は少しも老化していない

進行中の地質活動は、地球の歴史を絶えず書き換えています。天候、氷、雨は岩を侵食します。大陸は漂い、互いに衝突します。地殻は折り重なり、溶け、再び表面を覆い、再び舗装されます。地殻はずっと前にリサイクルされているため、惑星の誕生の地質学的証拠は失われています。月はそうではありません。月の表面は比較的乱されずに残っています。

「地球の歴史は全部消えてしまった。月には初版が残っている」とカー​​ルソン氏は言う。「地球には10章からなる本の最後の5章がある。月には最初の5章がある」

月には大気や地質活動がないため、月の表面を削り取るような風や天候、地殻変動はありません。月と接触するものはすべてミイラ化します。無数の隕石の衝突から、時折訪れる人間の足跡まで。

ヤング氏は、月の最も若い岩石は地球の最も古い岩石とほぼ同じくらい古いと書いている。月の高地から採取したサンプルから、そこにある岩石の年齢はほぼ44億年（太陽系は約45億6700万年）であることが示唆されており、太陽放射や宇宙線からの高エネルギー粒子によって月に埋め込まれた太陽の歴史の優れた記録保持者となっている。また、月のクレーターの絶対年齢を決定することで、科学者は水星、金星、火星の進化に時間スケールを設定することができた。

まだ発見すべきことはたくさんあります

ヒューストンにあるジョンソン宇宙センターの月サンプル研究施設には、月の一部がそのまま残されている。

そこでは、3 層の手袋が、きれいなサンプルを人間の手から分離します。研究用に承認された月のサンプルは、貸し出される前に高純度の窒素で密封されます。施設をハリケーンから守るため、保管庫は高潮の海面よりも高くそびえています。これらの予防措置は、他の多くの予防措置とともに、年間約 100 人の訪問者のために月の岩石を保護し、世界中の調査員が毎年約 500 個のサンプルを受け取ることを可能にしています。

Space.comによると、NASAはアポロ計画の月サンプルコレクションの約85パーセントをまだ保有している。

今年3月、宇宙機関は、半世紀近くも手つかず、地球の大気圏にもさらされていなかった月の破片を開封し、9つの科学チームがアポロ計画15、16、17号で採取されたサンプルを研究できるようにすると発表した。

「これらのサンプルは、今日のより先進的で洗練された技術を活用して、私たちが尋ねる必要があるとは知らなかった疑問に答えることができるように、意図的に保存されました」と、ワシントンDCにあるNASA惑星科学部門のロリ・グレイズ代理部長はプレスリリースで述べた。

エベル氏は、はやぶさやオシリス・レックスのような小惑星、ジェネシスのような太陽風、スターダストのような彗星のサンプル採取ミッションは、アポロのコレクションから学んだ知識に基づいて行われたと語る。

「私たちは特に月の岩石を研究することで、それらのサンプルを分析する方法を学びました」と彼は言う。