ジェゼロ・クレーターが火星で最もエキサイティングな場所である理由

NASA の探査車「パーサヴィアランス」が今週火星に着陸すると、考えられる限り最も野心的な科学的取り組みの 1 つが始まります。それは、かつて生命が異星で進化した証拠を探すというものです。 科学者たちは、現在火星には何も生息していないことをかなり確信していますが、存在していた可能性もあると考えています。 地球の歴史のある時点で、探査車は学ぶためにジェゼロ・クレーターと呼ばれる場所を訪れています。 もっと。

忍耐力とは聞いたことがあるかもしれませんが、 古代の生命の痕跡を探してそして、ジェゼロがその捜索の主なターゲットであるため、ジェゼロに向かっているということさえ聞いたことがあるかもしれません。

しかし、なぜ科学者たちはこの特定の場所に行くことにこれほど興味を持っているのでしょうか? 何百万年、あるいは何十億年も前に、地球外の惑星のどこで生命が進化したと考えられますか? Jezero が特別な理由は何ですか?

私たちは火星の地質学の専門家、NASA ジェット推進研究所のケイティ スタック モーガン氏にそのことを聞きました。

命の狩りが始まっている

ジェゼロ クレーターの最大の魅力は、近くにあるデルタ鉱床です。 数百万年前、火星の表面には液体の水が豊富に存在し、地形には川や谷が点在していました。 つまり、ジェゼロのようなクレーターは水で満たされ、川から水がクレーターに流れ込むと、地球のミシシッピデルタに匹敵するデルタ地帯が形成されたということです。

デルタは、快適な環境を提供するため、生命の痕跡を探すための信じられないほどのターゲットです。 生命が出現するための環境であり、有機物を集中させて生命が発生しやすくするためです。 検出する。

ただし、火星探査の基本的にあらゆる側面と同様に、デルタのような構造を見つけてそこを探索するほど単純ではありません。 それは、現在非常に乾燥している地球上での水の歴史を語るのは難しいからです。

かつて水が存在したことを示す指標を見るとき、「その水は長い間そこにあったのかという疑問が生じます。」 スタック・モーガン氏が説明した。 私たちが理解しているように、生命の出現に適した条件を作り出すために、最良の条件は、数千年以上にわたって留まる、暖かく浅い海でしょう。 短時間の水の洪水ではすぐに蒸発してしまいます。

スタック・モーガンはこの状況を彼女の州、カリフォルニア州デスバレーの場所に例えました。 そこはほとんど乾燥していますが、時折雨が降ります。その場合、水は蒸発する前に数日間水たまりに留まり、扇状地と呼ばれる構造を形成することがあります。

すべての水が蒸発した後、扇状地堆積物はデルタ堆積物によく似ています。 しかし、それらは、生命の出現を支えるには短すぎる地表の水の期間によって形成されます。 それが大きな疑問です。火星でこれらの扇状の形が見られるとき、それはデルタ地帯ですか、それとも扇状地ですか?

ここでジェゼロの秘密兵器が登場します。 クレーターには出口の谷があり、クレーターが満たされて溢れ出した水によって刻まれた深い渓谷です。 この出口の谷の存在により、研究者らは、ほんの少しの水が存在しただけではないと確信することができます。 ジェゼロ: クレーターがいっぱいになり、余分な水が長い時間をかけて流出するのに十分な量がありました。

「それが私たちにとってジェゼロをとてもエキサイティングなものにしているのです」とスタック・モーガン氏は語った。 「デルタだと思われる場所に加えて、出口の谷があるので、そこに湖があったという議論の余地のない証拠もあるからです。」

そのアウトレットバレーは特別な希少性があります。 探査車キュリオシティが探索しているゲイル・クレーターなど、火星にはデルタと思われるクレーターが他にもたくさんありますが、それらには出口がありません。 その結果、研究者たちは、自分たちが見ているものが本当に長期間にわたって水が存在していることを示しているのかどうかを完全に確信することはできません。

対照的に、ジェゼロでは、研究者らは、クレーターが水で満たされてあふれ、地質学的に重要な期間と呼ばれる期間にわたって水が存在していたと確信できます。 パーサヴィアランスの着地点を選ぶという課題に関しては、「その確実性がジェゼロをゴールラインに導くのに役立った」とスタック・モーガン氏は語った。

パーサヴィアランスは、生命の痕跡の探索を開始するために、このデルタ地帯の正面に着陸することを目指しています。

岩の中の標識

パーサヴィアランスが火星にかつて生命が存在したという証拠を発見したとしても、それが三葉虫のような複雑な生物の完全な化石のように見える可能性は低い。 地球上の生命は、その進化においてそこまで進んだことはなかったかもしれません。 その代わりに、生命の証拠は微生物マットと呼ばれる細菌の化石シートの形をとる可能性が最も高いでしょう。

「微生物は顕微鏡よりも大きな痕跡を残すことができます」とスタック・モーガン氏は説明する。 「それが彼らの素晴らしいところの一つです。」

私たちは、地球上で同様の化石化した微生物マットを発見しました。これらは、堆積物間の層の岩石の中で独特の形状を形成しています。 これらの形状は他の非有機的な方法で形成されるため、特定の形状が生命によって特別に形成されたかどうかを判断するのは簡単ではありません。 しかし、潜在的なマットの上下のさまざまな層の厚さ、およびそれらが適合しているかどうかなどの手がかりを調べることによって、 地質学者は、物理的条件から予想されるものに基づいて、それらが生命によって作成された可能性が高いかどうかを推測できます。 フォーム。

「パーサヴィアランスを使って、有機物が異なる層で交互に存在し、シリカや鉄などの鉱物が含まれる化石化微生物マットの有力な候補を見つけたとしたら、 微生物が生命プロセスや代謝に好んで利用することを知っていて、他の方法では予想されなかった方法で交互に変化することがわかりました。そうすれば私は幸せになるでしょう」と彼女は訂正する前に述べた 彼女自身。 「ただ嬉しいだけではなく、それは世紀の控えめな表現でしょう！ 火星で古代生命の痕跡を発見したような気分になるでしょう。」

炭酸塩の謎

パーサヴィアランスが命を狙う場所はデルタだけではない。 パーサヴィアランスの着陸地点の近くにあるもう 1 つの特徴は、軌道上から確認された炭酸塩鉱物の堆積物です。 これらの塩は、大気中の二酸化炭素と地表の水の反応によって形成されます。

「地球上にはバハマなど、このようなことが起こる場所があります」とスタック・モーガン氏は説明した。 「バハマといえば、サンゴ礁の生物が豊富に生息する温暖な浅瀬のことです。 そして、火星にサンゴ礁があったことは分かりませんが、炭酸塩が水中で形成されれば、それは決定的となるため、宇宙生物学の対象として炭酸塩にも同様の関心が寄せられています。 暮らしをサポートします。」 炭酸塩の存在は、ジェゼロクレーターの水が酸性すぎず、生命が繁栄するのに快適な環境であった可能性があることを示唆しています。

それだけでなく、炭酸塩は生命の痕跡を保存するのにも優れています。 したがって、これらの鉱床を探索することは古代生物を探すのに最適な場所ですが、別の地質学的問題も抱えています。 火星の大気は主に二酸化炭素で構成されており、かつては現在よりも厚く、かつては表面に液体の水が豊富にあったことがわかっています。 しかし、表面に炭酸塩が堆積することはまれです。 「では、炭酸塩はどこにあるのかという疑問があります。」 スタック・モーガン氏は語った。 「かつてこのように濃くて二酸化炭素が豊富な大気があったとしたら、炭酸塩が欠けているという疑問が生じます。」

その質問に対する答えを見つけることは、火星の気候の歴史を理解するのに役立ちます。 「私たちはここ地球上で炭酸塩を研究し、次のようなことを調べます。30 億年前の原生代は暖かかったのか、それとも寒かったのか? 炭酸塩は気候信号を保存するのに非常に優れています」と彼女は言いました。 「したがって、炭酸塩は、宇宙生物学の観点と生命との関係の両方の観点からだけでなく、火星の古代気候の進化の記録としても、私たちにとって非常に興味深いものです。」

火星の歴史の年表

別の惑星で古代生命の証拠を見つけることは並外れた科学的成果となるでしょうが、ジェゼロが研究者に伝えられることはまだたくさんあります。 火星に関する永遠の謎の 1 つは、その岩石層が正確にどれくらい古いのか、そして正確にいつさまざまな変化が起こったのかということです。 地質学的歴史における出来事 - 地表に水があった時代など - 実際 起こりました。

火星の地質学的歴史を理解しようとするために、地質学者は衝突によって形成されたジェゼロのようなクレーターを調べます。 そして、私たちが観察した衝突クレーターに基づいて、衝突がどのくらい古いものである可能性があるかをモデル化してみます。 月。

「私たちは、月からのクレーター年代と私たちが採取したサンプルを使用して、相対的な意味でそれらの年代を特定することができます。 「アポロから持ち帰ったものです」とスタック・モーガンは言った、「しかし、それは私たちが当てはめた推測です」 火星。 火星で実際にいつ何が起こったのかについては多くの疑問があります。」

これらの質問に答えるために、地質学者は火山岩のサンプルを入手しようと躍起になっています。 これは、溶けた溶岩が固い岩に固まるときに形成され、溶岩から岩への移行がいつ起こったかを読み取ることができるため、年代測定に非常に貴重です。 これにより、クレーターを形成した 2 つの衝突などの出来事の正確な日付が得られる可能性があります。

ジェゼロにはデルタ川のすぐ近くにこれらの火山岩があります。 そこでパーサヴィアランスはサンプルをすくってチューブに封印し、最終的には地球に帰還する予定です。 火星サンプルリターンプログラムにより、地質学者は最終的に火星のタイムラインを突き止めることができるようになる 歴史。

火星または地球上で最も古い岩石

しかし、私たちが学べるのは火星の歴史だけではありません。 太陽系全体の歴史についても学べるかもしれません。

火星はその初期の歴史において非常に活動的であり、その表面にはまだ非常に古い岩石がいくつか見られます。 これらのいくつかは、ジェゼロ クレーターの縁の周囲で、メガブレシアと呼ばれる巨大な家ほどの大きさの堆積物で見ることができます。これらの堆積物は、クレーターを形成した衝撃によって空中に打ち上げられました。 これらの岩石はおよそ 40 億年前のものであると考えられており、火星で最も古い岩石の一部であるだけでなく、地球上で最も古い岩石よりもさらに古い可能性があります。

それは、地球の内部が活発で、プレートテクトニクスが岩石をリサイクルし、岩石の記録の多くを破壊しているからです。 しかし、火星の内部は地殻構造的に活動が停止しているため、そこにある岩石ははるかに長期間存続します。

「火星では、地球の 50% が 35 億歳以上です。 つまり、地球上には存在しない、火星には初期の太陽系時間の広範な記録が保存されているのです」とスタック・モーガン氏は語った。 「火星は、初期の太陽系について学ぶのに最適な場所です。」

ジェゼロの魔法

それぞれの異なる環境には、研究者に何かを提供するものがあります。デルタでは古代の生命を探索でき、炭酸塩鉱床では生命を探索できます。 火星の気候、火星の歴史の年代を特定するための火山岩、初期の太陽について学ぶための最古の岩石について学ぶ システム。

デルタには、川によって運ばれた他の場所からの石がたくさんあるため、別の便利な機能もあります。 「デルタは、クレーターのはるか外で、遠く離れたところから岩石サンプルを集めるという、本当に素晴らしい目的を果たしています。 ある意味、川とデルタが私たちの代わりに石を集めてくれたのです」とスタック・モーガン氏は語った。

これらの岩石には、現場サンプルのような状況はありませんが、研究者はこれらの岩石を利用して、 探査車が想像できるよりもはるかに広い範囲に存在した古代の岩石の多様性を垣間見ることができます。 探検する。

そしてそれが Jezero の魔法です。Jezero にはこれらすべてのターゲットがあり、それぞれが単独で非常に貴重であり、すべて 1 台の探査車が訪問できるほど近くにあります。

「炭酸塩とその潜在能力を組み合わせると、デルタ鉱床と湖の鉱床は古代の生命の痕跡を探すのに最適な場所であり、そして火山岩が得られます。 そしてこれはすべて探査機パーサヴィアランスの横断範囲内にある」とスタック・モーガン氏は語った。 「これらすべてが、単一の火星ミッションの範囲内にあります。」

タッチダウンが近づいています

このような特別な場所であるため、NASA がなぜこれまでジェゼロに探査機を派遣しなかったのか、疑問に思われるかもしれません。現在ゲイル クレーターを探索している探査車キュリオシティのように。 それは、ジェゼロが安全でない着陸条件のために以前はアクセスできなかったためです。 ジェゼロには、砂丘、急な斜面、散在する岩が多数あるなどの特徴があり、これまでの探査機では着陸の危険が生じていたでしょう。

しかし、パーサヴィアランスは 新しい着陸システムは、カメラと搭載地図を使用して、これらの危険の中でも着陸する安全な場所を特定する地形相対ナビゲーションと呼ばれます。 現在、着陸技術は非常に洗練されているため、科学者は探査に最も興味深い場所を選ぶことができ、技術者は探査車をそこに着陸させることができると確信していると言えるようになりました。

それでも、探査機の着陸は依然として複雑で非常に複雑な作業であり、誰もが慎重に取り組んでいます。 スタック・モーガンさんは、着陸については「神経が丸くなった」と語ったが、探査機がミッションを開始することに非常に興奮しているという。

探査機のロボット肩には多くの潜在的な発見がかかっているため、私たちも安全な着陸とミッションの成功に向けて気を引き締めていきたいと思います。

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