火星の表面は細菌が生存するには毒性が強すぎる可能性がある

火星は、あまり居心地のよい場所ではない。寒くて、大気はほとんどなく、深宇宙の放射線に襲われている。土さえも人を殺そうとしている。2009年にフェニックス着陸船が確認したように、火星の表土には過塩素酸塩が混じっている。過塩素酸塩は塩素をベースとした化合物で、加熱されると細胞やその構成要素などの有機物を破壊してしまう。

過塩素酸塩が火星の微生物にどのような影響を与えるかを正確に知るために、エディンバラ大学の研究者らは一連のテストで細菌とこの化合物を対比させた。その結果は火星での生命探査にとって良い兆候ではないことが判明した。火星のような環境下では、過塩素酸塩は確かに微生物に有毒だったのだ。

「どんな生命も表面で生き残るのは非常に困難であることは以前からわかっていたが、今回の研究はそれを実験的に確認した」と、今回の研究には関わっていないベルリン工科大学の宇宙生物学者ディルク・シュルツェ・マクフ氏は言う。

宇宙船を汚染することが多いバクテリアの一種である枯草菌が、不運にも実験用ダミー人形として使われた。この小さなダミー人形の入った小瓶は、過塩素酸塩の存在下で、紫外線、酸素のない環境、低温など、さまざまな不快な条件にさらされた。その結果は本日、 Scientific Reports 誌に掲載された。

火星には放射線から身を守る大気がほとんどないため、研究者たちは、火星の表面で微生物が経験するような過塩素酸塩と紫外線の組み合わせが、研究室の細菌にどのような影響を与えるかに特に興味を持っていました。紫外線だけでも大量の細菌が死滅しましたが、過塩素酸塩も加えると、試験管は30秒以内に完全に殺菌されました。一方、過塩素酸塩のみにさらされた（放射線なし）細胞は、研究者たちが最大1時間放置した後もまだ生きていました。

低温と岩石模擬物によりバクテリアの生存率は若干改善されましたが、過塩素酸塩と紫外線の組み合わせは依然として壊滅的でした。

研究者らはまた、火星表面で発見された他の2つの化合物である酸化鉄と過酸化水素が「照射された過塩素酸塩と相乗的に作用して火星表面を生命にとって危険な状態にする」かどうかもテストしたと、論文の著者らは説明している。この組み合わせでも、枯草菌​​の個体数がまたも大幅に減少した。

著者らは、「現在の火星の表面は、酸化剤、酸化鉄、過塩素酸塩、紫外線照射の有毒混合物によって細胞に非常に有害である」と結論付けている。

これは火星の生命にとって何を意味するのでしょうか?

火星に生命体が存在することをまだ期待しているのなら、まだ絶望しなくていい。この研究は、多くの科学者が以前から抱いていた予感を裏付けるものだ。火星に生命体が存在するなら、私たちはそれを掘り出さなければならないだろう。

「火星の表面は居住不可能かもしれないが、地下には探索すべき居住地がたくさんある」と、宇宙生物学博士課程の学生で、この研究の筆頭著者であるジェニファー・ワズワースは言う。彼女と共著者のチャールズ・コッケルは、紫外線と過塩素酸塩の混合物がどのようにしてワンツーノックアウトパンチを繰り出すのかをまだ解明中なので、その影響がどの程度広範囲に及ぶかは不明だが、居住不可能な領域が広がる可能性はある。

「そうだとすれば、放射線レベルが比較的低いことを保証するために、少なくとも数メートルは地中を掘らなければならないかもしれない」と彼女は言う。「その深さであれば、火星の生命が生き延びる可能性がある。」

シュルツェ・マクフ氏も、生命を探すにはロボットがこれまで考えられていたよりも少し深く掘る必要があるかもしれない、あるいは溶岩洞や氷床の下、あるいは熱水活動のある地域など、放射線から自然に保護されている生息地を探索する必要があるかもしれないことに同意している。

まだ宇宙船を消毒する必要がありますか?

NASA は宇宙船を火星に送る前に、他の惑星を汚染しないように、ロボットから微生物をきれいに洗い流すために何百万ドルも費やしています。火星の表土自体がそれほど危険なら、そのステップを省略できるということでしょうか?

いいえ、とワズワース氏は言う。「生命は非常に過酷な環境でも生き残ることができます。私たちがテストした細菌モデルは極限環境細菌ではありませんでしたので、より丈夫な生命体が生き残る方法を見つける可能性はゼロではありません。」

国際宇宙ステーションでの実験では、細菌は極端な温度変化、強力な放射線、宇宙の真空にさらされても何百日も生き残れることがわかった。さらにシュルツェ・マクフ氏は、火星は大きな惑星であり、消毒作用のある過塩素酸塩がどこにでもあるとは考えにくいと付け加えた。

「火星を汚染しないために、できる限りの予防措置を講じることが重要です」とワズワース氏は言う。

これは私の将来の火星植民地にどのような影響を与えるでしょうか?

火星に基地を建設することは、そこに過塩素酸塩が存在することはすでにわかっていたため、以前と変わらず危険です。

「温室のような環境では、紫外線放射の多くが減少します」とシュルツェ・マクフ氏は言う。「また、過塩素酸塩は水やりで消えます。温室で植物を育てるために使用する土壌の初期準備だけが、おそらく少し難しいでしょう。」

「過塩素酸塩は人間にとって危険なので、居住区から遠ざけるようにしなければなりません」とワズワース氏は言う。「火星の植民地にとってより差し迫った脅威は、地表に到達する放射線の量だと思います。」