偽の月と火星の土壌で作物が育つ

人類が月や火星に恒久的な基地を建設することになったら、そこで自給自足の食糧を栽培できなければなりません。それが本当に可能かどうかを調べるために、オランダの科学者チームが火星と月の表土を模した土壌に 14 種の植物を植えました。その結果、火星の土壌模擬物は地球の一部の土壌よりも植物の生育に適していることが判明しました。これは宇宙飛行士にとって朗報です。ただし、いくつか注意点がありますが、それについては後で説明します。

まず、土壌模擬物とはいったい何なのか、どこから来るのかと疑問に思うかもしれません。NASA は、地球の土から土壌模擬物を作っています。こちらで購入できます。(価格: 2 オンスで 7.50 ドル) 火星模擬物 (PDF) は、ハワイの火山円錐から採取したもので、バイキング 1 号着陸船が分析した火星の土と化学組成が似ています。月模擬物 (PDF) は、アリゾナ州フラッグスタッフ近郊の火山灰堆積物から採取したものです。

実際の月と火星の土壌には、反応性窒素（および豊富な水分）を除いて、植物が必要とする必須成分が含まれているようです。模擬土壌は本物の土壌の組成と粒度に非常に近いですが、植物が好む窒素ベースの化合物である硝酸塩とアンモニウムも微量含まれています。そのため、模擬土壌は完璧なモデルではありません。

実験のために、科学者たちは火星と月の土を模した土を大量に注文し、それを小さな鉢にすくい入れて、ニンジン、トマト、小麦、一般的な雑草、そして大気中の窒素を植物の栄養に変える4種を含む14種の植物を植えた。科学者たちはまた、比較のためにライン川の地下30フィートから掘り出した栄養分の少ない土にも種を植えた。全部で840個の鉢に種を植えた。

これまでにも他の科学者が月や火星の土壌を模した土壌で植物を育てようと試みてきたが、今回の研究はこれまでで最大規模かつ最も広範囲にわたるものと思われる。そして、結果は有望なものだった。作物のほとんどは、3 種類の土壌すべてで育つことができた。実際、多くの作物は、発芽、開花、50 日間の実験の最後まで生き残った植物の数、および各ポットから育った総バイオマスの点の両方において、火星の模擬土壌の方が貧弱な川の土壌よりもよく育った。

月の土壌では植物の状態は悪かった。実験終了までヒョウタンギクやカラシナは生き残れなかった。窒素固定植物であるカラシナは発芽すらしなかった。研究者たちは、このことから、月面の農耕では窒素固定細菌をレゴリスに接種する必要があるかもしれないと推測している。あるいは、適切な窒素を供給するために人間の排泄物を肥料として使うかだ。

「私たちの研究結果は、原理的には火星や月の土壌模擬物で作物や他の植物種を育てることが可能であることを示しています」と研究者らは記している。「しかし、多くの疑問が残っています…」例えば、土壌はどのくらいの水分を保持できるのか（この研究で対象となった土壌はすぐに乾燥するように見えたため）、他の惑星の重力、光、その他の条件は植物の成長能力にどのように影響するのか？

この研究はPLOS One誌に掲載された。