火星に大量の酸素が存在する可能性が!塩水に溶解?

今月、ネイチャーに掲載した論文に

火星に生物が存在するかと聞かれれば、多くの人が存在しないと思っている人が多いと思います。

その理由は、火星の大気には地球に比べて酸素が希薄だからです。実際、火星の大気の主成分は二酸化炭素です。

今回、2018年10月22日、英科学誌ネイチャー・ジオサイエンス(Nature Geoscience)に掲載された論文に、火星には酸素が存在するとありました。

【AFP=時事】火星の地表のすぐ下にある塩水には、数十億年前の地球上で出現・繁栄したものと同種の微生物の生命を維持するのに十分な量の酸素が溶け込んでいる可能性があるとの研究論文が22日、発表された。

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場所によっては、微生物が存在

論文によると、場所によっては海綿動物などの原始的な微生物を生存させることができる量の酸素が存在する可能性があるといいます。

論文の筆頭著者で、米ジェット推進研究所(JPL)の理論物理学者ブラダ・スタメンコビッチ(Vlada Stamenkovic)氏は、高濃度の塩分を含む「火星上の塩水には、微生物が呼吸するのに十分な量の酸素が含まれている可能性があることを、今回の研究で発見した」と話す。

これまでは、火星に存在する酸素は微量で、微生物の生命でさえも維持するのに不十分だと考えられていました。

「火星の大気中の酸素濃度は約0.14%とごくわずかなため、火星上の生命に酸素が関与する可能性があるとは誰も考えたことがなかった」と、スタメンコビッチ氏は指摘する。それに比べて人間が呼吸している酸素は、地球上の大気の21%を構成する。

火星の地下に塩水湖に酸素がある

火星の地下には塩水湖ががあると考えられています。

そしてそれは特に火星の極地域にある氷冠の下にありそうだということです。

一方で、2016年に火星を探査するローバーCuriosityは、火星には地球と同じように酸素が豊富な大気があったことを示す酸化した地層を発見しました。火星は磁場を失い、大気とともに火星の酸素も大部分が宇宙へ放出されてしまったものの、この発見はまだ地下には酸素が存在する可能性があることを示しています。

NASAジェット推進研究所(JPL)の研究チームは、これら状況証拠から、極冠付近に埋まるとされる地下塩水湖にどれぐらいの酸素が残っているかを検討しました。そして、特に極地では生命の存在が可能な量の酸素があるとの結論に達したとのこと。特に気温が低い極地域では大気中の酸素量は多くなるはずであり、塩水湖にそれが溶け込んでいる可能性が高いとしています。

今回の発見はキュリオシティーの成果

火星無人探査車による、参加マンガンの発見が切っ掛けです。

今回の最新研究のきっかけは、米航空宇宙局(NASA)の火星無人探査車「キュリオシティー(Curiosity)」による酸化マンガンの発見だった。酸化マンガンは大量の酸素によってしか生成されない化合物だ。

さらに、キュリオシティーは火星周回探査機とともに、複数の塩水貯水層の存在を確認しました。各貯水層に含まれる元素には顕著なばらつきがみられています。

何故、塩水貯水層で酸素の存在が分かるのか

塩類含有量が高いと、水が液体の状態を維持できるからです。塩類が高いと、水が氷るとされる温度が0℃ですが、それ以下でも凍らずに液体でいられるからです。

塩類含有量が高いと、水が液体の状態を維持できるため、通常よりはるかに低い温度で酸素が溶解するのに必要な条件が保たれる。これにより、塩水が微生物の生存に適した場所となる。地域、季節、時刻によって、火星の気温はマイナス195度~20度の範囲で変化する可能性がある。

 研究チームは、氷点下で酸素が塩水にどのくらい溶解するかを説明する第1のモデルを考案しました。また第2のモデルでは、過去2000万年と今後1000万年の火星上の気候変動を推定しました。

これらのモデルに基づいて推算を行った結果、塩水に溶け込んだ酸素が生成される可能性が最も高いのは火星のどの地域かが明らかになった。このデータは、将来の探査機の配置を決定する助けになる可能性がある。

もし地球の海のように塩水に程よい酸素が溶け込んでいれば、たとえばそこに微生物が存在できる可能性はかなり高まるはずです。

今までの、火星にいる生物の条件が変った

今までは、酸素のない火星にいる生物は嫌気性生物がいると考えられていました。その理由としては、地球の生物が関係しています。

海底や熱水噴出孔内といった酸欠状態の環境に生息する微生物もいます。「そのため、常に嫌気性生物の存在可能性が研究されてきた」

ただし、この研究では多くの注意点と不明な点が残されています。なにより地下塩水湖そのものがまだ“存在の可能性がある“という状況で、確認されていません。とはいえこうした研究は「どうやって火星に生命が存在しうるか」を示す重要な手がかりとなります。またその情報は、光合成を伴わなくともそこに生命が存在しうる可能性も示しています。「そのため、火星の生命について考える時には常に嫌気性生物の存在可能性が研究されてきた」とスタメンコビッチ氏は言う。

しかし、今回の発表の論文では、好気性微生物の存在を証明しています。

「(火星上の)酸素濃度は、好気性微生物が必要とする濃度よりも数桁大きい(数百倍の)値となっている」と、論文は結論付けている。

 しかし、問題は残る

スタメンコビッチ氏は「今回の結果は、火星上に生命が存在することを意味するものではない」と注意を促しつつ、「だが、溶存酸素が存在する可能性によって、火星の生命存在可能性が影響を受けることを、今回の結果は示している」と述べている。

この研究では多くの注意点と不明な点が残されています。

なにより地下塩水湖そのものがまだ“存在の可能性がある“という状況で、確認されていません。

しかし、今回の研究は「どうやって火星に生命が存在しうるか」を示す重要な手がかりとなります。

またその情報は、光合成を伴わなくともそこに生命が存在しうる可能性も示しています。

さいごのまとめとして・・・。

今回の発表は、火星に生物が存在するという可能性を示しています。

今までは嫌気性生物(酸素を嫌う生物)が考えられていました。要は、酸素が無くても生きられる生物です。

実際、海底や熱水噴出孔内といった酸欠状態の環境に生息する微生物もいますし、火山の噴火口や、間欠泉などの酸素が少なく硫黄が多い所で生きる微生物も存在します。

私的には、世間一般でい合われる生物の生存条件である「水と酸素」が必要という物は、「液体と気体」ではないかと思っています。

理由は、先に書いた酸素が少ない所でも存在する生物がいる事からですが・・・。

今後の火星の研究結果が楽しみです。

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