火星の岩石に大量の炭素が検出されるも、その理由は不明

NASAのパーサヴィアランス探査車は、数十億年前に火星で活動していたプロセスの化学的痕跡を探して、ジェゼロクレーターを5年間探査してきました。探査車は有機炭素を発見しましたが、それはほとんどの場合、露出させるために掘削または研磨する必要のある岩石の内部にありました。しかし今、ネルトヴァ・ヴァリスと呼ばれる古代の河川チャネルの端にある露頭で、パーサヴィアランスは複雑な高分子炭素を岩石の表面に直接検出しました。 「我々の知る限り、これは火星表面での有機物の最も浅い検出です」と、この岩石の研究の主著者であり、アリゾナ州ツーソンにある惑星研究所の研究者であるアシュリー・E・マーフィー氏は述べています。この岩石はブライトエンジェルと呼ばれる場所で見つかりました。地球上では、これほど大量の高分子炭素は通常、生物由来を示唆します。しかし、このブライトエンジェル炭素が何であり、どこから来たのかを知るには、サンプルを地球に持ち帰る必要があるかもしれません。 岩石上の炭素 ブライトエンジェル炭素の検出は、パーサヴィアランスのロボットアームに搭載されたUVラマン分光計であるSHERLOC（Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals）によって行われました。SHERLOCはターゲットに深紫外レーザーを照射し、エネルギーがシフトして跳ね返ってくる光を読み取ります。これは、科学者が特定の分子結合を識別するのに役立つ信号です。 ソル1180から1218にかけて、探査車はこのUVレーザーをブライトエンジェルの4つのターゲットに向けました。1つはスチームボートマウンテンと呼ばれ、チームが対照として使用した普通の岩石でした。残りの3つ（チェヤバフォールズ、アポロテンプル、ワルハラグラッズと呼ばれる）は、高分子炭素の分光シグナルを返しました。グラフバンド（Gバンド）と呼ばれるこの信号は、主に還元された炭素原子の絡み合った、架橋されたネットワークの存在を示しており、化学的および熱的な分解に耐性があります。少なくともパーサヴィアランスの機器の精度限界内では、この物質は地球のケロジェンと大まかに一致します。 しかし、研究者たちは「ケロジェン」という言葉の使用は避けることにしました。地球上では、ケロジェンはほぼ完全に生物由来の物質、主に数百万年前に埋没した化石化した微生物から作られています。「ケロジェンという言葉は生物起源を意味します」とマーフィー氏は説明しました。「高分子炭素は、その起源が生物由来か非生物由来か分からないことを意味します。」マーフィー氏のチームは、火星の岩石で見つかった物質は、非生物的なプロセスに由来する可能性もあると警告しています。 このような結果は通常、2つの主要な疑問を招きますが、チームはすぐにそれらに答えようとしました。 人工物と潜伏物 最初の懸念は、信号がSHERLOC自身の溶融シリカ前面窓からの光の反射である可能性でした。ブライトエンジェルは、ダストカバーの異常によりフォーカス機構が無効になった後、SHERLOCが最初に検査したサイトであり、チームは新しい動作モードを採用せざるを得ませんでした。 新しいモードを特徴付けるために、NASA JPLのSHERLOC副主任研究員であるカイル・ウカート氏と同僚は、実験室で予備のフライト光学部品からスペクトルを収集しました。また、火星の何もない場所や既知の校正ターゲットにもSHERLOCを向けました。これらはすべて、SHERLOCが正常に機能していることを確認するために使用されました。 データの最終確認は、チームがスチームボートマウンテンにSHERLOCを向けたときに来ました。「近くの他の岩石ターゲットはGバンドスペクトルシグナルを示しません」とウカート氏は述べています。ブライトエンジェルからの信号はハードウェアから来ていませんでした。 2番目の懸念は汚染でした。おそらく探査車自体が地球から有機物質を運んできたのでしょうか？科学者たちは、岩石を露出させるために使用された研磨ビットは打ち上げ前に滅菌されており、ジェゼロの他の岩石にも切り込みを入れてきましたが、これほど強いGバンドを生成したことは一度もなかったと指摘しました。 さらに、チェヤバフォールズの岩石はハードウェアに触れられていませんでした。探査車は表面の塵を窒素パフで吹き飛ばしただけでした。それに加えて、対照として使用されたスチームボートマウンテンの科学者は再び何も見つかりませんでした。「有機物のスペクトル証拠を示しませんでした」とウカート氏は説明しました。 化学会社 発見が最も確からしいと明らかになった後、チームは火星の高分子炭素に最も近い物質の化学的性質を詳しく調べました。「炭素の堆積は、地質学的な時間を通じて少なくとも2つの異なるイベント中に発生した可能性を示唆しています」とマーフィー氏は述べています。 アポロテンプルでは、シグナルは炭酸塩と硫酸塩鉱物とクラスター化していました。これらは古い岩石を通過する水から沈殿する種類です。ワルハラグラッズでは、炭素は代わりにケイ酸塩に富む堆積物内にありました。 マーフィー氏は、その分割を、炭素がこれらの岩石に取り込まれた可能性のある少なくとも2つの別々の窓の証拠と見ています。まず、有機物が古代の湖の底に泥として沈み、堆積物と一緒に埋没し、次に地下水がこの埋没した岩石を通過して新しい炭酸塩と硫酸塩鉱物を残しました。 しかし、結局、ブライトエンジェル炭素が古代の火星生命の遺物であるかどうかという問題は、しばらくの間未解決のままになるでしょう。「パーサヴィアランス探査車の科学ペイロードは、非生物的プロセスと生物的プロセスの区別を目的として設計されたのではなく、地球への返還の可能性のために収集される説得力のある岩石を特定することを目的としていました」とウカート氏は述べています。 未解決の質問 「パーサヴィアランス探査車は信じられないほどの機器ペイロードを持っていますが、それらの機器は、地球にサンプルが戻ってきたときに使用できる世界クラスの技術と比較すると見劣りします」と、JPLのパーサヴィアランス主任研究員であるケビン・P・ハンド氏は述べています。 ハンド氏は特に、生命の兆候を提供する可能性のあるブライトエンジェルの炭素の同位体シグネチャに興味を持っています。彼がさらに調査したいもう一つのことは、キラリティーです。これは、生物起源と強く関連している分子の片手性に偏りがあることです。「過去の生命の兆候となる可能性のある、古代の微生物の化石を探すために、地球上で最も強力な顕微鏡のいくつかも使用できます」とハンド氏は説明しました。 このような物質を生成する非生物的なメカニズムには事欠きません。一部の環境での流体-岩石反応は、生命が関与しない有機化合物を合成することが知られています。マーフィー氏は、地球上の炭酸塩鉱物の近くで見つかった炭素は、状況に応じて、水-岩石化学または微生物に由来すると追跡できると指摘しています。 しかし、ハンド氏は、地球にサンプルを出荷する前に、パーサヴィアランスが火星でさらに多くの発見をすることを望んでいます。「今、私たちはジェゼロクレーターの外の地域を探索しています。現在私たちが移動している岩石は、火星の探査車によって調査された最も古い岩石の一部かもしれません」とハンド氏は述べています。「もし生命が火星の歴史の早い段階で発生したとしたら、現在調べている岩石の中にその手がかりが見つかるかもしれません」と彼は付け加えました。 Science Advances、2026年。DOI: 10.1126/sciadv.adx0047 ジャセック・クリフコ アソシエイトライター ジャセック・クリフコは、宇宙探査、人工知能研究、コンピュータサイエンス、あらゆる種類のエンジニアリングの驚異をカバーするフリーランスの科学技術ライターです。 15件のコメント