火星の不毛なジェゼロクレーターは、湿潤で劇的な過去を持っていた

現在、火星のジェゼロ・クレーターは乾燥した不毛の窪地となっている。しかし、数十億年前はまったく異なる場所であったことが、NASAの火星探査車「パーセベランス」が撮影した画像から明らかになった。

科学者たちは、クレーターの側面に埋もれた堆積物と岩石の層を調べ、かつては穏やかな湖と川の三角州であったことを突き止めた。しかし、強力な鉄砲水がクレーターを襲い、縁やその向こうから押し寄せた岩がクレーターを襲ったことで、その様相は一変した。

ジェゼロクレーターの地質学的歴史は、科学者が赤い惑星が、湿潤で居住可能だった可能性があった場所から、過酷な砂漠の世界へとどのように変化したかを解明するのに役立つ可能性がある。また、生命の痕跡を探すための魅力的なターゲットも提供すると、MITの惑星科学者ベンジャミン・ワイス氏は言う。「間違いなく、私たちはここで大当たりしました」と、10月7日にサイエンス誌に研究結果を報告したワイス氏は言う。

火星の表面にはかつて巨大なクレーター湖が点在していた。約37億年前、直径28マイルのジェゼロクレーターにはそのような湖があった。科学者たちは以前、地球のデルタに似た扇形の構造をクレーターの縁に沿って発見しており、古代の川が水、砂、泥をクレーターに運んだことを示唆している。

「私たちが扱っているのは湖と川のシステムです。これらは地球上で非常に居住しやすい傾向があります」と、フロリダ大学の宇宙生物学者でこの研究の共著者であるエイミー・ウィリアムズは言う。そのため、ジェゼロクレーターは、微生物の生息が可能だった可能性のある環境を調査するために探査車「パーサヴィアランス」を派遣した火星2020ミッションにとって魅力的な場所となった。

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2月18日、パーセベランスは比較的よく保存された西端のデルタから数キロ離れたクレーターの底に着陸した。その後3か月間、研究者が機器とソフトウェアが機能していることを確認する間、探査車はそこに留まった。これにより、パーセベランスはメインの扇状地と、チームがコディアック・ビュートと名付けた約半マイル南の孤立した丘の写真を撮るのに十分な時間があった。コディアックのような残された「島」は、数十億年にわたる浸食によって磨耗し断片化される前はデルタがはるかに広大だったことを示しているとワイス氏は言う。

彼と彼のチームが両方の場所の画像を分析したところ、傾斜した堆積層が観察された。

「これらのデルタ堆積物は、ジェゼロ湖内の湖の水位が時間の経過とともに大きく変化したことを示しており、デルタを形成しながら大きな川が流れて湖を満たすのに十分なほど気候が温暖であったことを示唆しています（少なくともこの地域では）。」とアリゾナ大学の惑星地質学者で、この研究には関与していないステファノ・ネロッツィ氏はポピュラーサイエンス誌に電子メールで語った。

川が湖に流れ込むと、重い物体が最初に沈むとウィリアムズ氏は言う。軽い物質は河口から遠くまで移動する傾向がある。彼女と同僚たちは、コディアック・ビュートで最もよく見られる、緩やかに傾斜する細粒の堆積層に特に興奮した。

地球上では、このような堆積物は過去の生命の証拠を探すのに最適な場所だと、MITの地質生物学者でこの研究結果の共著者でもあるタニャ・ボサック氏は言う。第一に、こうした堆積物は穏やかな条件下で堆積する傾向がある。「生命が存在するなら、それを粉砕するものは何もありません。岩が跳ね回っていたら、生命にとって良いことはありません」とボサック氏は言う。「もうひとつの理由は、こうした堆積物は粘土鉱物でいっぱいになる傾向があり、粘土鉱物は有機物にとって天然のスポンジのような役割を果たすからです」。粘土は貴重な積荷を覆い、何百万年もの間、太陽光やその他の危険から守ってくれると彼女は言う。

研究チームはまた、デルタの古い堆積層の上に直径数フィートの巨石が転がっているのにも気づいた。「これらの岩石は、流れの緩やかな川が流れ込む湖のような、静かでエネルギーの少ない環境に堆積するようなものではありません」とワイス氏は言う。「このような大きな岩石を運ぶには、洪水のような非常に激しいエネルギーの流れが必要です。」

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ウィリアムズ氏によると、岩石の多くは「きれいに丸みを帯びた」側面を持っている。「これは、岩石が実際にどこから来たかはともかく、ここに堆積するまでに長距離を移動してきたことを示しています」と同氏は言う。岩石はクレーターの縁から剥がれてデルタに流れ込んだ破片かもしれない。あるいは、クレーターの外側から運ばれてきたさらに古い岩石で、おそらく40マイルも離れたところから運ばれてきたのかもしれないとワイス氏は言う。

火口湖の歴史の終わり頃に発生した小規模な鉄砲水の原因はまだ明らかではない。「おそらく、我々は（火星が）現在のより寒く乾燥した気候へと移行する過程を捉えているのでしょう」とワイス氏は言う。「現時点では、これが火星の地球規模の気候変動の兆候なのかどうかはわかりません。」

この疑問は、パーセベランスがデルタ地帯に散らばる岩石や堆積物を詳しく観察し、地球に持ち帰れるサンプルを収集する今後数年間で解明される可能性がある。

このサンプルは、研究者にとって火星の過去の生命の痕跡を特定する最高のチャンスとなるかもしれない。「よく保存された下部デルタの堆積物が見つかったということは、少なくとも地球の基準では、有機物の保存可能性が最も高い堆積物があることを意味します」とネロッツィ氏は言う。「ここは間違いなく、火星の古代生命の痕跡を探すのに適した場所です。」