探査機キュリオシティが火星に生命の痕跡を発見、その他の仮説も

火星に生命は存在できるのでしょうか？ある時点で少なくとも 1 つはありましたか?これら 2 つの質問は、誰もが一度は自問したことがあるでしょうが、答えるのは非常に困難です。近年、赤い惑星に送られた探査機の多くは手がかりを見つけようと試みたが、そのほとんどは失敗に終わった。現在、そのうちの 1 つであるキュリオシティは、赤い惑星のある時点での生命の存在と一致する可能性のある炭素の痕跡を発見しました。ただし、他の仮説もあるので、事前に興奮しないようにしましょう。

現在PNASに掲載されている研究で説明されているように、この発見は、 2012 年 8 月から 2021 年 7 月まで火星のゲイル クレーターで探査機によって収集されたサンプルの分析の結果です。その後、ロボット自体は、ある時点で赤い惑星が炭素循環を経験し、そこで生物が重要な役割を果たした可能性があることを実証する可能性のある分析を実行する責任を負っています。

これらの兆候が何であるかを見てみましょう。ただし、2 つの重要な詳細を忘れずに見てください。その炭素は他の理由で存在する可能性があり、そして何よりも、火星に生命体が存在するとしても、それは小さな緑色の人たちのものではないでしょう。

炭素同位体が教えてくれること

原子の内部には原子核があり、その中にはマイナスの電荷を持った陽子と呼ばれる粒子と、電荷を持たない中性子と呼ばれる粒子があります。その周りには地殻があり、その中にはマイナスに帯電した電子が存在します。

元素の原子番号について話すとき、私たちはその原子核内の陽子の数を指します。この値は、周期表内の元素の順序付けに使用される値です。しかし、原子を識別するために使用される別の値、それが質量数です。これは、その中の陽子と中性子の数を指します。

同じ元素の同位体でも核内の中性子の数が異なります

同じ元素のすべての原子は同じ原子番号を持ちます。ただし、中性子の数が異なるために質量数が異なる場合は、同じ元素の同位体について話します。たとえば、炭素の原子番号は 6 です。これは、原子核に6個の陽子があることを示しています。自然界で最も豊富な同位体は質量数 12 の炭素 12で、これには 6 個の中性子があります (陽子 6 個 + 中性子 6 個 = 12)。しかし、中性子が 7 個ある炭素 13や、中性子が 8 個あり、化石の年代測定などでよく知られている炭素 14もあります。

炭素循環とは何かを知ることと同様に、これらの概念を明確にすることが重要です。これは、地球の表面のすべての構成要素 (水、生物、土壌など) と大気の間で炭素が絶えず交換されるサイクルです。これには、植物の光合成や一部の微生物による発酵などの生物学的プロセスが関与しています。そしてそれは炭素同位体の混合物を研究することで分析できるものです。

炭素循環の分析に使用される最も安定な同位体は炭素 12 と炭素 13 です。最初の反応の方が速いため、どのような反応が起こったのかを理解するには、それぞれがどのような割合で含まれているかを確認することが重要です。

Curiosity の興味深い発見

ゲイル クレーターでの 12 年間の作業中に、キュリオシティは合計24 個の火星の塵のサンプルを収集しました。その後、探査機自体がそれらを加熱して個々の化合物を分離しました。他の原子の中でも、炭素 12 および炭素 13 同位体の存在が明らかになります。

興味深いことに、彼らは炭素13が非常に豊富に含まれるサンプルと、その存在がほとんど検出されないサンプルがあることを発見した。これは、地球上の典型的な炭素循環と比較すると、赤い惑星で非従来型のプロセスが発生したことを示しているでしょう。しかし、それは何を示しているのでしょうか？火星に生命が存在することを指摘できますか?それほど速くはありません。

火星の生命体と他の 2 つの仮説

ペンシルベニア州立大学の声明の中で、研究の著者らは、キュリオシティによって検出された炭素の痕跡を説明できる可能性のある3つの仮説を指摘しています。

一方で、それは銀河塵の分子雲である可能性があります。太陽系はおよそ 2 億年ごとにこれらの雲の 1 つを通過し、冷却を発生させて炭素堆積物の蓄積を引き起こします。

銀河塵の分子雲または非生物的プロセスによる二酸化炭素の変換が他の 2 つの仮説です

別の説明は、非生物的プロセスによる二酸化炭素の有機化合物への変換です。つまり、生物とは関係のないプロセスを通じてです。

そして最後に、紫外線の作用や微生物による生物学的プロセスによるメタンの生成により、炭素化合物の分解が起こった可能性があります。この場合、私たちは確かに火星の生命について話していることになります。しかし、この研究の著者らは、3 つの仮説のいずれかが当てはまる可能性があり、すべてを受け入れるか破棄するにはさらに多くの研究が必要であると主張しています。

そのうちの1人、クリストファー・ハウス氏が同じ声明で説明したように、炭素13をほとんど含まないサンプルは、オーストラリアの27億年前の堆積物から採取されたサンプルに似ているという。これらのサンプルは「古代の微生物マットによってメタンが消費されたときの生物学的活動によって生じた」ことが知られている。しかし、「火星についてはそうは言えません。火星は地球とは異なる材料やプロセスで形成された可能性がある惑星だからです。」

さあ、これらのデータだけで火星の生命について語るのは行き過ぎでしょう。したがって、Curiosity は今後もこの取り組みを継続すると予想されます。今のところ、サンプルをその場で分析するのではなく、地球にサンプルを送るという使命に探査機パーサヴィアランスに加わっている。おそらくこの方法で、パズルの新しいピースを見つけることができるでしょう。一方、仮説を立てることはできますが、何かを決定的に肯定する証拠はないことを忘れないでください。