テキサス大学オースティン校の科学者らは最新の研究結果を発表し、初期火星の火山活動によって大量の反応性硫黄ガスが放出され、それによって地球が温暖化して微生物の生存に適した条件が生み出された可能性があると指摘した。科学界は初期の火星の真の姿を探求することに注力しており、この最新の研究は、火山の噴火によって放出される硫黄ガスが温室効果を通じて火星の加熱を助け、火星の大気を潜在的に生命を育むことができる可能性があることを提案している。
この研究はテキサス大学オースティン校のチームによって完了し、雑誌「Science Advances」に掲載されました。
研究チームは、火星の隕石の組成を分析し、40以上のコンピューターシミュレーションを実施することで、さまざまな温度、化学環境、ガス濃度下で初期の火星の火山が放出した可能性のある炭素、窒素、硫化ガスの量を調べた。この結果は、これまで二酸化硫黄 (SO₂) が優勢であると考えられていた気候モデルに疑問を投げかけます。シミュレーションによると、30億～40億年前の火星の火山活動により、硫化水素（H₂S）、二硫化物（S₂）、六フッ化硫黄（SF₆）などの「還元型」硫黄ガスが大量に放出され、強い温室効果をもたらした可能性があった。
主著者で地球科学の博士課程の学生であるルシア・ベリーノ氏は、これらの還元された硫黄の存在が火星に温室効果ガスや霧を引き起こし、熱と液体の水の保持に役立っている可能性があると指摘した。このようなガスと酸化還元環境は、地球の熱水系における多様な微生物の生命も支えています。
この研究では、地表ガスの放出だけに焦点を当てるのではなく、硫黄が地質学的プロセス中にどのように変化するか、特に硫黄が地下のマグマ層に取り込まれた後に他の鉱物からどのように分離するかについてもモデル化しました。この変換プロセスは、地表に放出される前のガスの化学状態を理解するために非常に重要であり、火星の初期の気候をモデル化する上でより実用的な重要性があります。
この研究では、火星の硫黄が頻繁にさまざまな形に変化することも判明した。隕石中の硫黄のほとんどは還元硫黄ですが、火星の表面はほとんどが酸素と結合した硫黄です。これは、初期の火星では「硫黄サイクル」（異なる形態の硫黄間の変換）が支配的であった可能性があることを示唆している。
昨年、NASA の探査車キュリオシティが誤って岩石を砕き、硫黄元素を発見しました。これは、チームのモデルを裏付ける発見でした。酸素と結合していない純粋な硫黄鉱物が初めて火星で直接発見され、二硫化物の放出と純粋な硫黄の沈殿に関する研究チームの推論が検証された。
研究チームは、モデルを使用して火星の水源を将来的にさらに研究し、火山活動が火星の表面に大量の水を提供する可能性があるかどうかを調査する予定です。彼らはまた、還元された硫黄が、地球の熱水系に似た環境で、初期の火星の微生物にとって生命を維持するための「食物」として機能したのかどうかを知りたいと考えている。
現在の火星は太陽から遠く離れており、平均気温は摂氏マイナス80度程度です。ベッリーノ氏は、気候モデリングの専門家がチームの研究を利用して初期火星の気温を予測し、温暖な気候で微生物がどれくらい生存できるかを推定できることを期待している。
この研究は、テキサス大学オースティン校の惑星システム居住可能性センター、国立科学財団、およびハイジング・サイモンズ財団から資金提供を受けました。