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【解説】火星の岩石をついに採取、いずれ地球へ、NASA探査車

  • 2021年9月11日
  • ナショナル ジオグラフィック日本版

 NASAが巨額を投じて火星へ送り込んだロボット探査車「パーシビアランス」が、歴史的偉業を成し遂げた。地球へ送るための岩石サンプルの採取に初めて成功したのだ。密閉チューブに大切にしまわれたサンプルは、火星に生命は存在したのかという長年の謎を解明する重要な一歩となる。

 パーシビアランスのサンプル採取は先月にも実行されたが、この時はクレーターの底の岩石が風化して脆くなっていたせいで、崩れて失敗した。今回は場所を変え、長さ800メートルほどの稜線沿いにあった頑丈な岩を選び、指の大きさと同じくらいのサンプルを円筒状に切り出した。

 だが、今回も順調に進んだわけではなかった。最初の画像では、チューブの中にサンプルが入っていたのが見えたが、塵を除くために探査車がチューブを振ってみると、サンプルはどこかへ消えてしまった。その後1日かけて分析した結果、それはチューブのさらに奥深くまで入り込んでいただけだった。パーシビアランスは蓋をして、自分の腹部にチューブをしまい込んだ。

 パーシビアランスは今後数カ月間でさらに数十個のサンプルを採取した後、最終的に全てのサンプルを箱に収め、火星の地表へ置く予定になっている。そして、将来打ち上げられる別の探査機がそれを回収し、地球で待つ科学者の元へ送り届ける。

 サンプル採取の他にも、パーシビアランスは搭載されている様々な機器を使って火星の地形をこれまで以上に詳しく調査し、今は消滅した川や湖にかつて微生物がいたかどうかの手がかりを探す。その舞台となるのは、数十億年前に隕石の衝突によってできた直径45キロのジェゼロ・クレーターだ。

クレーターの中の古代湖

 ジェゼロ・クレーターは、イシディス平原の西端に位置している。このイシディス平原もまた、およそ39億年前に巨大な隕石の衝突でできた直径1200キロの巨大クレーターだ。その後、その中に別の隕石が衝突して、小さなジェゼロ・クレーターが誕生した。

 そこへ蛇行する川が流れ込み、やがて古代湖が現れた。水の流れは湖に入るあたりで緩やかになり、運ばれてきた砂や泥が湖底へ沈殿し、三角州ができた。

 このようにしてできた三角州がジェゼロには2つある。パーシビアランスは、そのうち西端にある大きな方の三角州を探査している。短期間のうちに堆積物が溜まったため、もし生命が存在したとすれば、その痕跡が埋もれて保存されている可能性がある。川は、およそ35億年前に干上がったとみられている。

 古代湖があった場所は最も低い場所ではなく、水は三角州の反対側にあるプリバ峡谷から流れ出ていた。入り口と出口があったことから、湖には常に新しい水が補給され、多くの生命にとって危険なほど塩分濃度が高くなることはなかっただろう。そこには、生命が存在しやすい環境があったかもしれない。

次ページ:気になるターゲットは他にも

今後のサンプル採取、狙いは

 無事に最初のサンプルをしまい込んだ探査機は、次に北側の三角州を目指しながら、途中にある岩石の調査も行う。科学者が興味を持っているのは、地球では水や風、時には火山の作用でできる堆積岩に見られるような、薄い層が何層にも重なった岩石だ。

 水中では、じっくりと時間をかけて泥が堆積することで薄い層が積み重なる。そうしてできた岩の中に、生命の痕跡だけでなく、今は消滅した湖の物質が保存されている可能性がある。それがわかれば、岩石ができた時の状況も明らかになるだろうと、大英自然史博物館の地球生物学者でパーシビアランスのサンプルリターン計画に関わるキーロン・ヒックマン・ルイス氏は言う。

 三角州の他に、これまでの調査で、パーシビアランスはクレーターの底でも興味をそそる岩石層を発見している。7月21日の記者会見で、パーシビアランス・プロジェクトの科学者であるケン・ファーリー氏は、クレーターの底に茶色い紙を無造作に重ねたような堆積層がある写真を公開した。「私たちが調査してみたいと思うのは、まさにこのような岩です」。しかし、その岩が堆積によるものなのか、はたまた火山性のものなのか、どのような過程で形成されたのかはまだわかっていない。

 三角州には、他にも気になるターゲットが2つある。粘土と炭酸塩鉱物だ。

 10年以上も前に、米カリフォルニア工科大学の惑星科学者ベサニー・エールマン氏らが、火星を周回する探査機マーズ・リコネッサンス・オービターのデータを基に、ジェゼロ・クレーターに粘土と炭酸塩鉱物が存在する可能性を示唆する論文を発表している。

 地球では、炭酸塩はしばしば生命と密接に関係し、繊細な構造を残すことがある。たとえばストロマトライトと呼ばれる岩石は、シアノバクテリア(藍色細菌)によって作り出された層状の構造物で、ごく薄い、しわの寄った層がいくつも重なり合っている。粘土も短期間で有機物を閉じ込め、地表に降り注ぐ破壊的な宇宙線から生命を保護できるだろう。

 もう一つ研究対象となりうるのは、マンガンを豊富に含んだ岩石だ。マンガン鉱物には様々な種類があるが、なかにはその形成過程において微生物が関わっているものがある。

 地球上の砂漠では、マンガンを豊富に含んだ皮膜で覆われた岩が多く見つかっている。惑星科学者で、米ロスアラモス国立研究所の宇宙惑星探査チームを率いるニナ・ランザ氏は、6月22日付けで学術誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に、シアノバクテリアがこの被膜「砂漠ワニス」を作り出せることが示唆されたとする論文を発表した。シアノバクテリアは、これを日焼け止めクリームのように利用して、有害な紫外線から身を守ることができるという。

 火星のマンガンは、別の探査車キュリオシティが活動しているゲール・クレーター付近で発見されている。ジェゼロ・クレーターでもそれらしきものが見つかっているが、本当にマンガンなのか、そうだとしたらどれくらいの量なのかに関しては、現在調査中だ。火星のマンガンにも様々な形があり、クレーターの中の岩に地球のそれと似たような皮膜を作っている可能性もある。

地球へ運ぶミッション

 サンプル採取が無事完了し、全て箱に収められたら、今度は別の探査機が火星に着陸してその箱を回収しなければならない。NASAと欧州宇宙機関は現在、回収用探査機を搭載する火星着陸機の設計に取り組んでおり、2026年にも打ち上げられる見込みだ。

 着陸機に搭載された小さなロケットが、火星軌道までサンプルを運び、周回機へ引き渡す。周回機はこれを地球まで運び、地球上空からサンプルの入った部分を切り離し、ユタ州の砂漠に着陸させることになっている。

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