新しい研究により、火星は「熱帯のオアシス」であった可能性があり、天水気候の手がかりが明らかになった

新しい研究は、現在は寒くて乾燥している火星が、数十億年前の長い間、暖かく湿った「熱帯雨林のような」気候にあった可能性があることを示している。一部の地域では、降雨が続き、液体の水が豊富な環境があり、地球上の熱帯のオアシスに似ていました。この判断は、火星探査機「パーサヴィアランス」がジェゼロ・クレーターでの航行中に発見した、明るい色の「漂白された」岩石の大きな破片から得られたものである。分析の結果、これらにはアルミニウムカオリナイト粘土鉱物が豊富に含まれていることが確認されており、この粘土鉱物は通常、長期にわたる大雨の浸出条件下でのみ大量に形成されます。

研究チームは、これらの鉱物は火星の古代気候に関する重要な証拠を提供するだけでなく、火星にかつて生命に適した環境があった可能性をさらに強めると考えている。

この結果は最近、ジャーナル「Communications Earth & Environmental」に掲載され、パデュー大学の惑星科学者エイドリアン・ブロズ氏が主導しました。彼のチームのメンバーは、アメリカ航空宇宙局 (NASA) の「Perseverance」ミッションの長期科学計画にも携わっています。研究者らは、火星の軌道検出データでは、カオリナイト岩石は極めて稀であり、形成が最も困難な種類の変質鉱物とみなされており、その背後には非常に豊富で長期にわたる水分活動が必要であることを意味していると指摘した。地球上では、このタイプのアルミニウムカオリナイトは、主に熱帯雨林などの高温多湿の地域、または長時間にわたって大雨にさらされる風化地帯で発生します。

パーサヴィアランスに搭載されたSuperCamやMastcam-Zなどの科学機器によって得られたスペクトルおよび画像データに基づいて、研究チームは、ジェゼロ・クレーターにあるこれらの明るい色の破片を、サンディエゴ、カリフォルニア、南アフリカ近くのカオリナイトサンプルと比較し、それらの鉱物の組み合わせと変質特性が非常に類似していることを発見しました。これは、火星のこれらの岩石が単に局所的な熱水プロセスによって変化しただけではなく、地球の熱帯雨林と同様の長期の降雨による浸出プロセスを経験した可能性が高いことを意味します。科学者らはさらに、3つの異なる場所からのデータセットを使用して、「高温熱水浸出」シナリオと「低温雨水浸出」シナリオの化学的指紋の違いを比較し、最終的には後者を選択した。

しかし、これらのカオリナイトの破片の「生命」はまだ解明されていない謎です。現在、これらの淡い色の岩塊は「パーサヴィアランス」のルート沿いのいたるところで見られますが、近くの地層では明らかな大規模な母岩の露出は見つかっていません。研究チームは2つの可能性を提案した。第1に、これらの物質はもともと火星の他の地域にある大きなカオリナイト岩体で開発され、その後古代の川によって運ばれ、ジェゼロがかつて存在した古代の湖に堆積した。第二に、これらの岩石の塊は 1 つまたは複数の隕石の衝突によって生じ、噴出してクレーターの表面に飛散した可能性があります。

衛星リモートセンシングは、火星の他の地域にもカオリナイトの露頭の大規模な領域が存在することを示していますが、現時点では火星探査機による精密検査を行うことは不可能です。したがって、ジェゼロクレーターにある小さな小石から大きな岩石までのサイズのこれらの破片は、現在人間が「個人的に」分析できる唯一のカオリナイトサンプルであり、古代火星の環境の進化を解釈するための貴重な窓を提供します。科学者らは、これらの岩石は、火星が数十億年前に経験した気候と水文条件を保存する「タイムカプセル」のようなもので、火星がどのようにして温暖で湿潤な状態から今日の寒くて乾燥した状態になったのかを推測するのに役立つと強調している。

ブロズ氏は、地球上では、カオリナイトは熱帯雨林のような気候での長期の降雨浸出によって形成されるだけでなく、高温の熱水系で熱水が元の岩石を変形させることによっても形成される可能性があるが、後者は低温の雨水浸出とはまったく異なる化学的特性を残すことになると指摘した。比較分析の結果、ジェゼロ・クレーターのサンプルの化学的指紋は「冷水の長期浸出」シナリオとより一致していることが示され、これにより初期火星における継続的な降雨と安定した水循環の推論が裏付けられることになる。研究チームは、これらの降雨プロセスは、地球の地殻の広い範囲の鉱物組成を再形成するのに十分な数百万年にわたって続いた可能性があると考えています。

ジェゼロ・クレーターには、火星の初期にはタホ湖の約2倍の大きさの古代の湖があったと考えられています。そのデルタ堆積地形は、ミッション計画の早い段階から、古代生物の手がかりを探すための重要な地域とみなされてきました。湖流域近くで現在発見されているカオリナイトの破片は、「古代の湖+降雨」シナリオに重要な裏付けを提供し、「火星はかつて熱帯のオアシスだった」という考えに、より強固な鉱物学的基礎を与えている。研究チームは、将来、火星の他の地域にある大規模なカオリナイト露頭の現地調査が実施できれば、これらの岩石の起源と空間分布がさらに明らかになり、火星の古代気候のより完全な全体像が得られることが期待されると述べた。

生命の可能性という観点から見ると、カオリナイトが指摘する「天水環境」は特に興味深い。水は既知のすべての生命体の存在の基礎であり、長期にわたって暖かく湿った水の豊富な環境は、生命を育み、さらには生態系の安定性を維持するための重要な条件とみなされます。研究者らは、火星がかつて地球の熱帯地域と同様の長期降雨と湿潤な環境を持っていたとしたら、これらのカオリナイトが記録しているのは、潜在的な生命にとって非常に友好的な気候期間である可能性が高いと考えている。もし火星に生命が誕生したとしたら、これは火星が繁栄し発展する可能性が最も高い段階の一つかもしれません。

/ScitechDaily から編集