火星は居住可能になるには小さすぎるかもしれない

多くの惑星研究は、火星には現在水がなくても、かつては水が流れていたことを示唆している。しかし、なぜ火星が湖や貯水池を維持できず、現在の乾燥した岩だらけの地形を生み出せなかったのかは、まだ疑問のままだ。ただし、新たな研究では、その原因は大きさに関係していると示唆されている。

火星はかなり小さい惑星です。直径は地球の半分強で、質量は地球の10分の1ほどしかありません。コンパクトな体のため、火星は表面を水で満たし続けることはできなかったかもしれません。新しい研究によると、火星は小さく重力が弱いため、水が薄い大気から逃げて宇宙に逃げやすいことがわかりました。この研究結果は米国科学アカデミー紀要に掲載されました。

「火星の運命は最初から決まっていた」と、セントルイスのワシントン大学の惑星科学者で、この論文の主任著者であるクン・ワン氏は声明で述べた。「居住性とプレートテクトニクスを可能にするのに十分な水を保持できる岩石惑星のサイズ要件には閾値があり、その質量は火星の質量を超える可能性がある」

研究チームは火星隕石 20 個を調べ、揮発性カリウム濃度を調べた。カリウム同位体は、惑星表面で水がどのように反応したかを示す「トレーサー」のような役割を果たすためだ。研究チームが調べた隕石は、2 億年前から 40 億年前までの範囲に及んだ。このように年代の異なる隕石を分析することで、カリウム濃度、そして代理として水濃度が時間とともにどのように変化したかを見ることができた。研究チームは、太陽系が形成された際、火星は地球よりも速い速度で元素を失ったが、月よりも遅い速度で失ったことを発見した。

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王氏はNPRに語った。 研究チームのデータは、最も古い隕石でもこの傾向を示しており、火星の水がほぼすぐに枯渇し始めたことを示している、と彼は述べた。火星の水の一部は、峡谷や川床を削り取るほど長く留まった、と彼は付け加えた。しかし、それはおそらく、赤い惑星の大気が冷えたため、凍結したために、それほど長く続いただけだろう。

この新たな発見は、将来の天文学者が生命を探索するのに役立つかもしれない。惑星の大きさから水の存在を確実に予測できれば、惑星科学者はありそうもない候補を迅速かつ容易に除外するのに役立つかもしれない。

「太陽系外惑星の大きさは、最も簡単に判断できるパラメータの一つです」と王氏は声明で述べた。「大きさと質量に基づいて、太陽系外惑星が生命の候補であるかどうかがわかるようになりました。なぜなら、揮発性物質の保持を決定づける第一の要素は大きさだからです。」

「これは、惑星が本当に居住可能な大きさの下限値を示している可能性が高い」と、スタンフォード大学カブリ素粒子物理学・宇宙論研究所の副所長ブルース・マッキントッシュ氏はNPRに語った。「その下限値を理解することが重要だ。小型惑星は大型惑星よりも一般的であるという証拠がいくつもあるため、小型惑星が乾燥しているとすれば、居住可能な可能性のある惑星は我々が考えていたよりも少ないことになる」