火星はおそらく私たちが考えていたよりも長い間居住可能だった

太古の昔、ゲイル・クレーターは大きな湖の淡く青い水で波打っていました。現在、それは赤い火星の表面に開いた幅 90 マイルの穴です。水はなくなりましたが、そこに残された堆積物には、火星がかつて生命にとって住みやすい場所だった時期と場所に関する手がかりが含まれています。

探査車キュリオシティは2012年からその手がかりを探し続けている。ゲイル・クレーターの周りを歩き回り、その中心にある高さ3マイルのシャープ山をゆっくりと登りながら、キュリオシティは湖が長い年月をかけて堆積した岩石の層を調査している。

今日、探査機の発見に関する新たな分析により、38億年から31億年前の間に、火星には生命を支える物理的、化学的、エネルギー的要素があったことが明らかになった。それは地球上で生命が誕生した頃とほぼ同じであり、科学者がこれまで想定していたよりも長い期間である。

過去を垣間見る窓

ストーニーブルック大学の地球化学者ジョエル・ヒューロウィッツは、ゲールクレーターの岩石層100メートルの化学成分を精査する大規模なチームを率いた。岩石内の化学物質は、どのような条件下で岩石が形成されたかを示している。

赤い惑星の過去の気候を再現するために、ヒューロウィッツ氏と彼のチームは、各層に含まれるアルミニウムの量と、岩石から容易に浸出するナトリウムやカルシウムなどのミネラルの量を測定した。

温暖な気候では、水は岩石を溶解し、化学的に変化させるのに優れています。したがって、岩石層にアルミニウムが多く含まれ、ナトリウムやカルシウムがあまり含まれていない場合、その層は温暖な気候で形成されたことを示しています。冷水は化学的にそれほど活性ではないため、ナトリウムとカルシウムが豊富な岩石層は、その層が温暖な気候で形成されたことを示しています。

岩石は、火星が最初は寒く、その後暖かく湿潤になったことを示唆している。最終的には大気の壊滅的な消失により乾燥してしまったが、新たな研究結果は、火星の温暖な気候が科学者の予想よりも長く続いたことを示している。

さらに、湖の上層部は酸化剤で満たされ、深層部には還元剤が含まれていた。これら 2 種類の分子が一緒になって、仮想の火星生物がエネルギーを得るために利用した可能性のある食物を提供している。

この湖は、地球上の微生物が繁栄できる多様な生態学的ニッチも提供していた。溶存酸素が豊富な浅い部分、酸素が不足した深い部分、そしてその中間のあらゆる部分があった。

「この湖には、もし微生物が存在していたら、微生物にとって選択肢のメニューが提示されていただろう」とヒューロウィッツ氏は言う。

火星で生命が進化したかどうかについては、キュリオシティには答える力はない。探査機は火星がいつどこで生命を育むことができたかを特定しており、これは数年後にNASAの火星2020探査機が赤い惑星で生命の実際の証拠を探すのに役立つだろう。「私たちはキュリオシティから、次のレベルに進む方法について多くを学んでいます」とヒューロウィッツ氏は言う。

研究結果は非常に理にかなっているが、ヒューロウィッツ氏はそれでも驚いているという。「35億年前に存在した湖の化学的条件について、これほど詳細に理解できるとは思っていませんでした。実際、これは非常に地球に似た環境だったのです。」

火星がどのようにして温暖化したかは未だに謎に包まれているが、科学者たちは火山、宇宙からの衝突、あるいは惑星の傾きと関係があるのではないかと考えている。しかし、温暖な気温から現在の火星のような寒く乾燥した荒涼とした気候への急激な変化は、火星の大気が宇宙に漏れ出したことが原因であるようだ。

キュリオシティがシャープ山への旅を続けるにつれ、古代の湖のより多くの層を調査し、惑星の歴史に関するより多くの手がかりを提供する機会が得られるだろう。