新たな発見が示唆するのは、古代火星に地球類似の環境が存在した可能性
(discover.lanl.gov)火星Galeクレーターで発見されたマンガン富化砂岩層
- NASAのCuriosityローバーは、火星のGaleクレーターで微生物生命体を支えられる環境に関する証拠を引き続き探している
- ローバーに搭載されたChemCam装置を用いた研究チームは、Galeクレーター内の湖底岩石で通常より高い濃度のマンガンを発見した
- これは堆積物が古代湖の河口、三角州、または岸辺で形成されたことを示唆している
- 研究成果はJournal of Geophysical Research: Planets誌に掲載された
火星表面でのマンガン酸化物形成の困難
- 研究を主導したロスアラモス国立研究所のPatrick Gasdaは、火星表面でマンガン酸化物が形成されにくいため、このような高濃度で岸辺堆積物から見つかるとは想定していなかったと説明した
- 地球では、光合成生物が生み出す高濃度の大気中酸素と、マンガン酸化反応を促進する微生物により、この種類の堆積物がしばしば発生する
- 火星には生命の証拠がなく、古代大気で酸素を生成するメカニズムが不明なため、マンガン酸化物がどのように形成され濃縮されたのかは謎である
- 今回の発見は、火星の大気や地表水でより大規模なプロセスが起きていたことを示唆しており、火星の酸化作用を理解するにはさらなる研究が必要であることを示している
マンガンに富む砂岩層の形成過程
- 研究チームは、湖岸や三角州の砂を通して地下水が浸透するのと同様に、マンガンがどのようにこの砂に濃縮されたのか、そしてどの酸化剤が岩石内のマンガンの沈殿に影響したのかを調査した
- 地球では大気中の酸素によりマンガンが豊富になり、この過程は微生物によって加速されることが多い
- 微生物はマンガンの様々な酸化状態をエネルギー代謝に利用できる
- 古代火星に生命体が存在していたなら、湖岸岩石のマンガン含有量増加は生命体にとって有益なエネルギー源となった可能性がある
火星Galeクレーターの古代湖沼環境
- ChemCam機器の責任者であるNina Lanzaは、この古代岩石が示すGale湖の環境は、現代地球の場所と驚くほど似た生息可能環境をうかがわせると説明した
- マンガン鉱物は地球の湖岸の浅く酸素が豊富な水でよく見られ、古代火星でこのような類似した特徴を発見することは注目に値する
- 今回の研究成果はJournal of Geophysical Research: Planets誌に掲載され、研究費はNASAジェット推進研究所が支援している
GN⁺の意見
- この研究結果は、古代火星に地球と似た湖沼環境が存在し、生命体が生きるのに適した条件が整っていた可能性を示唆している。しかし、実際の生命の痕跡はまだ発見されていないため、断定するのは難しい。
- 火星表面でマンガン酸化物の濃縮が見つかったのは非常に例外的なことであり、これを説明するためには火星の古代大気と表面への理解がさらに必要に思われる。酸素濃度が高かった可能性、マンガン酸化を促進する化学反応など、さまざまなシナリオを検討すべきだろう。
- 今回の発見は火星の生命探査に直接的な手がかりを提供するものではないが、少なくとも火星にも地球と似た環境が存在したことを示す点が興味深い。今後の追加調査で生命存在可能性の実体を示す手がかりを見つけられることを期待している。
- マンガンをエネルギー源として利用する微生物が地球に存在すること、そして火星岩石でマンガンが濃縮されたことが見つかったことは、古代火星で同様の微生物が存在した可能性を完全に排除できないことを示す。もちろん推測の域を超えないが、想像力を刺激する発見である。
1件のコメント
Hacker News のコメント
Kurd Lasswitz が1897年に書いた「Two Planets」を思い出す: https://news.ycombinator.com/item?id=39598983
Lasswitz の火星人は身体的には人間と大きく変わらないが、倫理・知性・科学・社会の面では理想的人間の原型として描かれている。北極を探していたドイツの科学者たちが、そこにある火星人の入植地を発見する物語。
この本を読んだ若いドイツ人読者 Wernher von Braun は、後にドイツ／米国の弾道ミサイル、そして米国初の人工衛星および Apollo 月着陸用ロケットの開発に関わった。
https://en.wikipedia.org/wiki/The_Martians_(scientists)
Leo Szilard は、ハンガリーが火星人の偽装拠点だという冗談からこの表現を使い、フェルミのパラドックスに対して「彼らはもう我々の中にいる。ただ自分たちをハンガリー人と呼んでいるだけだ」と答えた。このグループには Erdos と von Neumann も含まれる。
ドイツ語の原作小説は出版されていないようだが、英訳はあり、舞台は1980年。
https://en.wikipedia.org/wiki/The_Mars_Project
https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Mars:_A_Technical_Tale
2つ目のリンクの「the Elon」の項目を見ると面白い。
Von Braun は、米国が冷戦でソ連に勝ちたかったおかげでナチスの戦争犯罪に対する処罰を免れた、と広く評価されている非常に物議を醸す人物。
https://en.wikipedia.org/wiki/Wernher_von_Braun
1970年代の Viking 着陸機の Labeled Release 実験は、ずっと惜しいと思っていた: https://en.wikipedia.org/wiki/Viking_lander_biological_exper...
放射性炭素14を含む栄養溶液を散布し、土壌が代謝されて気体を出すかを調べたところ、2つの実験はいずれも陽性結果だったが、化学反応の可能性を排除できないという理由で受け入れられなかった。
ところが滅菌対照群で土壌を320°Fで3時間加熱してから再実験すると気体は検出されず、これは気体が化学過程ではなく微生物に由来した場合に期待される結果だ。
これだけで生命検出が確定するわけではないが、Viking 以降、別の化学反応を排除して微生物生命の可能性にさらに近づく追試が行われていない点は疑問だ。Labeled Release の結果と季節的なメタン検出を合わせると、火星にはまだ微生物の極限環境生物がいることを強く示唆していると思う。
地球の未滅菌試料であれば、最初の培養後に栄養分をさらに加えると、休眠細菌が新しい餌を食べて放射性気体がさらに出るはずだが、火星の土壌では2回目・3回目の栄養分注入時に追加の放出がなかった。
また JPL の Albet Yen は、極度に寒冷で乾燥した二酸化炭素大気の中で紫外線が土壌と反応し、スーパーオキシドのような酸化剤を作り得ること、そしてそれが小さな有機分子を二酸化炭素へ酸化して LR の結果を説明できることを示した。スーパーオキシドは最初の反応で消費されるため、追加の栄養分を入れても新たな気体は出ず、高温で破壊されるため「滅菌」の結果も説明できる。
火星が保護的な磁気圏と大気を失った後、表面付近の宇宙線のため最も強い細胞でさえ生き残るのは難しく、DNA/RNA 損傷のため、生存可能な休眠細胞を得るには地表下7.5mより深くなければならないという計算がある。
放射線耐性が最も強い地球の細菌でも、表面では休眠胞子状態で約18,000年、ExoMars ローバーが到達できる最大深度2mでは、岩石の種類により約9万〜50万年しかもたない。
だから賢い科学者たちは、生命の有無を確認する前に、やりたい科学を全部やっておこうとしているのだ。
もしかすると、私たちが火星を台無しにして地球へ来たのだと、近いうちに知ることになるのかもしれない
初期の火星から地球へ来たというパンスペルミア説は、生命の起源と LUCA の複雑さに関する宇宙生物学上の多くの疑問をかなり整理してくれる
もちろん火星が住みにくくなったのは完全に自然なことで、より小さな惑星が大気を失い、太陽が暗くなっていく過程でハビタブルゾーンの外に置かれた結果だと思う。火星の生命が多細胞にまで発展したとは思わないが、行ってみれば藻類の群落やシアノバクテリアの化石、ひょっとすると地下に生き残っている残存生命まで見つけられるかもしれない
ばかげているのは分かっているが、伝説と科学を結び付けて考えるのは面白い
彼は火星が、かつて爆発した「Planet V」の衛星だったと信じていた
https://en.wikipedia.org/wiki/Tom_Van_Flandern#Exploding_pla...
さらに押し進めれば、前回もテクノクラートのエリートがいて、私たち農民を先に地球へ送り込んで植民させた、というふうにも想像できる
当時の遺伝学は十分に発達しておらず、近親交配の問題が偶然にも知られていなかった。そのため地球軌道に残ったテクノクラートのエリートたちは深刻な近親化に陥った。彼らは今でも時々降りてきて、自分たちの崩れつつある遺伝子プールを補強するために人間を誘拐し、再び着陸して農民層を支配する時が来たかどうか、地球環境を測定している。ただし今回は、新たに根付いた地上のエリートたちと何らかの形で戦わなければならない
ときどき、SFは得より害のほうを多くもたらしたのではないかと思う
人々が真実であってほしいと強く願う結論を先に与え、ごく貧弱な証拠でも探して自分の論理を補強させてしまう
火星に生命がいた可能性はあるが、今そう信じたがる主な動機は、多くの人がファンタジー本でそれを読んだからかもしれない。さらに致命的なのは、SF が人々の開発する技術の方向性を導き、しばしば世界をより悪くする技術につながったことだ
火星人の物語はすべて比喩なのに、人々は象徴と象徴されるものを区別できない
なぜその結論が「火星人が実在するかもしれない」という結論より優れていると見なすのか分からない
科学は証拠で動く。だとすれば、a) 火星に過去の生命があったことを裏付ける証拠はある程度あり、b) 火星の生命が不可能、または蓋然性がないというのも科学的結論ではない
それなのに、なぜ自分のドグマにそこまで強くしがみつき、他人の結論を単なるファンタジーや SF だと叱りつけるのか分からない。反対の立場を取っただけで他人より賢くなるわけではない
その代わり、不十分な教育と、フィクションと現実の違いを区別できない能力に責任があるのかもしれない
火星の惑星地質と磁気圏の喪失によって生命が消える前に、生命が始まるだけの時間はちょうどあったように見える。火星で生命を見つけるとすれば、ほぼ間違いなく単細胞生物である可能性が高い
火星は太陽系で2番目に居住可能性が高い惑星であり、人々は SF が存在するはるか以前から地球外生命の可能性を気にしていた
この記事にもそうした例が多く、最初に見える例は紀元前400年ごろの Democritus だ: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Extraterrestrial_life
地球や現在の火星のように酸化性大気を持つ環境では、生命が最初に出現することはむしろはるかに難しい
酸化は、複雑な分子が生命誕生に十分なほど安定して残ることを難しくする。光合成以前の地球は還元性環境であり、酸素の出現はしばしば酸素大災害と呼ばれる
地球でも、生命が十分な酸素を作って酸化性大気へ変えるまでには長い時間がかかった。火星も最初は還元性で、ある時点で変化したという証拠がある
地球でそれが起きた理由を考えると、火星が酸化性へ変わったというのは確かに興味深い
火星を生命にあふれた、ただし老いていく惑星として描き、金星をジャングル惑星として描く非現実的な SF を読むときは、火星表面の条件が宇宙開発競争の末期までおおむね知られていなかったことを思い出すべきだ
1960年代までは、火星に生命がいるという設定はまだ信じられるものだった
地球で最も裕福な人物が、私たちの火星の祖先が種を発射して送った場所へ戻ろうとしていると知ったら、彼らがどれほどもどかしく思うか想像してしまう
タイトルに文句を言うのは好きではないけれど、特に国立研究所なら、もっと正直なタイトルを付けてほしい
このタイトルは、初期の火星がいわゆる地球に似ていたという事実についての新たな「決定的証拠」のように聞こえるが、それはすでに知られていることだと理解していた
知られている最大の滝がかつて火星にあったこともすでに知られていたし、火星に海や川があったこともすでに知られていた。私の理解では、火星は誕生後最初の4億年ほど、核が冷えるまでは小さなミニ地球だったというのは、ほぼ基本的に受け入れられていた
酸化的な大気の証拠は、単なる液体の水よりもはるかに高いレベルの地球類似性を意味する。地球の酸素大気は生命が作り出したもの
だから、これらの岩石が本当に大気中の酸素によって形成されたものだとしたら、とてつもないことだ。決定的証拠とまでは言えないかもしれないが、少なくとも大きな銃声は鳴ったわけで、近くで銃を探してみる価値はある
2つの意味で怖い。ひとつは火星で起きたことが地球にも起こり得るということ、もうひとつはグレートフィルターが、おそらく私たちの未来にあるという点
私たちの太陽系に居住可能な惑星が2つもあったのなら、銀河には地球のような惑星が多いはずだ。そうなるとフェルミのパラドックスにつながる。宇宙に生命がそれほど豊富なら、なぜ私たちは異星人と接触したことがないのだろうか？
生命が生じる確率が極めて小さい可能性もあるのでは？ 数十億もの恒星や惑星があっても、どれか1つの恒星や惑星で生命が生まれる確率が10%や0.0001%である必要はない。もしかすると、1回生じたこと自体が信じられないほど幸運な出来事だったのかもしれない
観測可能な宇宙が1,000,000個あっても、確率は1,000,000分の1かもしれない
正確なメカニズムが分からない限り確率は分からないのに、どうして他の文明が必ず存在するはずだと自信を持って言えるのか分からない。特定の化学反応が特定の順序で起こる必要があり、その数と可能性次第では、確率は0.01の1,000,000乗かもしれないし、10e64乗かもしれない
でも、地球のような惑星で生命が現れ得ることを、私たちは確認できているのだろうか？
地球に似た状態から現在の状態へ移る変化は、何世紀にもわたって気づくのが難しいほどゆっくりしていたはずだと確信している
それでも、19世紀レベルの文明が、自分たちの惑星が死に向かう速度と競争しながら脱出しなければならないと悟る姿を想像すると、本当に圧倒される感じがする