NASAは火星で突然メタンの臭いを感知したが、宇宙牛の存在を期待する必要はない

メタンが再びニュースになっているが、今回は気候破滅の前兆のような恐ろしいものではない。ニューヨーク・タイムズ紙は週末、NASAの火星探査車キュリオシティがゲール・クレーター付近の火星大気中に驚くほど高いメタン濃度を発見したと報じた。これはキュリオシティが2013年に測定した値より少なくとも3倍高い。NASAが確認したこの発表は、火星に地球外生命の兆候が見つかったという期待を再びかき立てている。

「このような新しいデータが出てくるのはいつも興味深いです。なぜなら、考え、評価し、分析するべきことがさらに増えるからです」と、ヒューストンを拠点とする惑星地質学者で惑星科学研究所の上級科学者であるドロシー・オーラー氏は言う。誰もが抱く大きな疑問は、このピークから、火星のメタンの起源について、これまでの調査よりもうまく説明できる何かが得られるかどうかだ。「明らかに、これはエネルギーと関心の脈動です。そして、私たちはこれがどれほど真実なのかを確かめようと取り組んでいます」

しかし、まさにその通りだ。このメタンの急増がどの程度現実味を帯びているのか、そしてそれが火星の生命の探索にとって何を意味するのかという疑問は、答えが出ておらず、複雑だ。おそらく、この最新の観測は、答えをすぐに手放すのではなく、答えに少しずつ近づくだけだろう。

メタンが別の惑星で発見されるのは、地球上の微生物が作り出すガスであるため、大きな出来事です。これらの生物、メタン生成菌は、酸素が非常に少ない、または全くない状況でも生き残り、廃棄物としてメタンを放出します。これらは、湿地、地下深くの岩、さらには一部の哺乳類の消化管でよく見られます。そうです、牛のオナラやゲップが世界を破滅させているのは、このためです。

牛の放屁は別としても、火星がもっと暖かくて湿っていた時代に、こうした生物がどのように進化したか、そして、赤い惑星が冷たい荒れ地になったときに、地下で生き延びる方法を見つけたかもしれないことは容易に想像できる。メタンは大気圏に晒されると、わずか数百年で分解されるため、火星で検出されたレベルのガスは、最近放出されたに違いない。

これまでにもこうした急上昇は検出されているが、繰り返し測定してもあまり明確な結果は得られていない。キュリオシティ探査車には素晴らしい科学機器が搭載されているが、こうしたガスを測定したり、その起源のヒントとなるような分析を行ったりするのには最適化されていない。オーラー氏は以前、欧州宇宙機関の火星探査機マーズ・エクスプレスの観測によって可能になった、キュリオシティによる2013年のメタン検出の独立確認に取り組んでいた。これは、こうしたピークが本物であることを示す心強い証拠だった。

しかし、ESAとロスコスモスの共同探査機「エクソマーズ微量ガス探査機」（火星大気中のメタン濃度を1兆分の1レベルまでより高感度に探査するように特別に設計されている）は、最初の一連の調査結果では何も発見できなかった。火星でメタンが発見されていることは確かだが、それが何を意味するのか理解することにはまだ近づいていない。

こうした急上昇の一時的な性質は混乱をさらに悪化させるだけだ。NASA は月曜日、キュリオシティが測定したメタン急上昇の記録が 21ppb に達した後、1ppb 未満の背景レベルまで減少したことを確認した。「火星でのメタンのピークはこれまでもそうでした」と彼女は言う。「長くは続かないのです」。火星の 1 日か 2 日で消えてしまう。そして 21ppb でも、地球で見られるものより 2 桁も低い。

火星のメタンは実際には新鮮なものではないのかもしれない。メタンは地球の永久凍土や氷に閉じ込められる可能性があり、火星には数十億年前に生成されたメタンを閉じ込めるのに十分な古い氷がたくさんある。「必要なのは、惑星にストレスを与えるか、氷を不安定にするような何らかの方法で局所的な状況を変えることだけです」とオーラー氏は言う。そしてガスを地表に放出する。これらの地鳴りは、地震活動、潜伏火山活動、隕石の衝突など、断層を開いて永久凍土の封印を破ることができるものなら何でも原因となる可能性がある。ESAのTGOミッションのプロジェクト科学者であるホーカン・スヴェドヘム氏はまた、季節や日周の影響によって引き起こされる温度の変化が、不連続な濃度のガスが地表に移動する経路を開く可能性があると付け加える。

メタンは生物活動の強力な兆候ではあるが、過去または現在の地球外生命の明確な指標からは程遠い。オエラー氏は、ガスの少なくとも一部は地球物理学的プロセスから来た可能性が高いと考えている。地球上でメタンを生成する最も一般的な非生物的要因はフィッシャー・トロプシュ反応で、これは炭素の酸化形態が水素と結合してメタンと水を生成する反応である。これらは通常、高温反応だが、火星のような気候で発生する可能性のある現象もいくつかある。

非生物的メタンの2番目の発生源は熱発生、つまり地中の有機物の加熱だ。「地球ではいつもそれが起こっている。実際、有機物から石油やガスを採取するのもこの方法だ」とオーラー氏は言う。隕石がその有機物を火星に運んだ可能性がある。衝突による加熱でメタンに分解され、凍結条件で地下の氷に閉じ込められた可能性がある。

最初の大きなステップは、メタンがどこから来ているのかを突き止めることだ。おそらく地表下から来ていると思われるが、それすらも未確認だ。スヴェダム氏は、TGO とマーズ・エクスプレスはどちらも、キュリオシティと同時に、偶然にもゲイル・クレーターの非常に近いところで観測データを収集していたと指摘する。この 3 つのデータと、気温や大気の風の測定結果を組み合わせることで、探査すべきターゲットを絞り込むことができるかもしれない。

火星のメタンの謎は、おそらく地表と地下での地上調査なしには解明されないだろう。「火星にはよくわかっていないプロセスがいくつかある可能性を考慮する必要がある。大気中では測定されていないメタンの急速な破壊や隔離の方法やメカニズムなどだ」とオーラー氏は言う。この種の研究には、地中2メートルまで掘削できるマーズ2020探査車が最適だと言う人もいるかもしれない。大した偉業のようには思えないが、これだけのガスを放出しているもの、あるいは放出しているのが何なのか、あるいは誰なのかを解明するには十分かもしれない。