火星で「太古の生物の痕跡」―今回のNASA発表はなぜ「世紀の大発見」なのか

 

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 アメリカ航空宇宙局は7日、火星探査機キュリオシティ(Curiosity Rover)が採取した土壌試料の中から、有機物と大気中のメタンを検出したと発表しました。これは、火星に生物が存在したという仮説を裏付ける「世紀の大発見」の可能性があります

 今回の発見が地球や火星など宇宙の生物起源を探る手がかりになるのか ── 。古生物学者の池尻武仁博士(米国アラバマ自然史博物館客員研究員・アラバマ大地質科学部講師)が、報告します。

NASA「大発見」の発表

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 アメリカ航空宇宙局・通称「NASA」が、日本時間で6月8日に火星における画期的な発見をしたと発表した。この件はすでに日本でも大きなニュースとしてとりあげられているのだろうか?(現在私は海外に滞在しているため、日本でのニュースの状況がよくわからない。)

 なんと火星において「生物の痕跡」を確認したという

 これは人類のアイデンティティーにもかかわる「世紀の大発見」といっても大げさでない。それくらいのレベルのサイエンスにおける業績ではないだろうか。

 火星やその他の惑星などにおける「地球外生物」のニュースは、これまでにも何度か耳にしたことがあるかもしれない。しかしそのほとんどが憶測や希望的観測の域を出ていないようだ。あえて批判されることを恐れず口を開くなら、あやふやな、またはかなりいい加減な証拠やデータにもとづいたものもあったようだ。

 しかし今回の発見、そしてNASAという世界的に権威のある研究機関が手に入れたデータの質、そしてその発表の仕方を見ると「どうも間違いない」という印象を強く受ける。

 まずはNASAのCuriosity RoverのTwitterにおける第一声をご覧になっていただきたい。

 ―https://twitter.com/MarsCuriosity/status/1004787533157318656

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 冒頭の「我々の近所に生物に関わる物質を見つけた」という件(くだり)は、この大発見を前にしてのなかなかのユーモアが含まれていて微笑んでしまう。しかし次の文に「毎年(火星の)夏に発生する大気中のメタンガスは、岩石のうちに確認された太古の(生物における)炭素物質から生成されたものだ」とある。

 「まだ生命そのものを発見したわけではない」(“I haven’t found life on Mars”)ということだが、メタンガスから「炭素物質」が判定できたこと、そしてメタンガスが「夏に発生する」(=季節的に大量放出されるパターン)ことを探り当てただけでも、火星における直接の生命の発見に「等しいほどの」研究成果といっていいはずだ。いずれ近い将来、生物そのものを発見する時が来るかもしれない

 NASAの研究チームも「我々のこの(火星における)一連の研究は正しい軌道に乗っている」と、自信を込めて結んでいる。

生物から放出されるメタンガス

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 日本語では沼気(しょうき)と表記される「メタンガス」(methane:CH4)。人工的に工場などで生産することができ、都市ガスなどの主要成分として、我々の生活にも身近な存在だ。

 しかしどうして「メタンガスの存在」が生物と直接関わってくるのだろうか。

 このメタンガスだが、実は自然界において生物から直接大量に発生する事実が広く知られている。特に海中にすむバクテリアはその大きなソースの一つだ。そして家畜や人などからも膨大な量のメタンガスが放出される(腸内の細菌がその源で、ガスがおならや糞などと共に体内から出てくる)。

 こうして放出されたガスは、大陸沿いの海底などに地質年代を通して大埋蔵層(=メタンハイドレートmethane hydrate)として蓄積されることも確認されている。(注:メタンハイドレートの存在は1960年代にロシアにおいて初めて発見された。最近では海の底だけでなく地球の地殻(プレート)内にも存在することが知られている。)

 一方、大気の一部として残り、蓄積されたメタンガスは、いわゆる「グリーンハウス・ガス」の一つとして、二酸化炭素などと共に「地球温暖化」の元凶とされる。二酸化炭素と比べるとその量自体は少ないものの(こちらのグラフ参照)、温室効果自体は20倍以上も高いとされる。そしてメタンガスは特に人口爆発に伴う家畜・畜産量の増加のため、その放出量がここ20~30年の間「急上昇」を続けている。(人類の食を満たすためメタンガスの放出量はコントロールできないのだろうか?)

 このメタンガスは、生物以外にも例えば火山の噴火や様々な化学反応によって生成されるケースがある。天王星海王星にも0.1%弱くらいの割合で大気に存在すると推定されている。ちなみに土星の衛星の一つ「タイタン」には約2%とかなり高濃度のメタンが存在するそうだ。

 それでは火星のメタンガスは「生物によって放出された」ものだろうか? それとも生物外がその起源だろうか?

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 NASA Curiosityの研究チームは、火星の大気におけるメタンガスは太古の生物 ── おそらく何十億年も前のもの ── によって放出されたものだと結論付けている。それはいくつかの状況証拠とともに、「Curiosity Rover」と呼ばれる1992年に火星に置かれた無人探査車からの最新データの分析結果に基づく。

 火星には過去にかなりの量の水が存在したことが(ほぼ)事実として知られている。その表面には水が移動した“跡”(=太古の川や海の底)が多数見られる。「水があった」ということから、科学者は以前から血眼になって生物の痕跡、または生物そのものを探し続けてきた歴史がある。

 そして今回のNASAの研究チームは、Curiosity Roverによって手に入れた二つの新たなタイプのデータを分析している。

 まず火星の大気におけるメタンガスの放出は、季節的に夏頃(注:火星にも季節の変化がある)よりたくさん起きる。これは地中に埋蔵されているメタンハイドレートのような層から、定期的に漏れてくるものだろう。(こうした計測を行う装置が、Curiosity Roverにはあらかじめ備えつけられている。)そして大まかな埋蔵量や放出パターンからみると、「太古の生物から発生したメタンガス」という説明が、一番つじつまが合うようだ。

 とりあえず私の知る限り他の可能性または仮説は、今のところ提出されていない。

 そしてCuriosity Roverは、太古の湖があったと考えられる場所で、堆積岩の地層を採掘し、メタンガスの生成に直接関わった生物の有機化合物の化学成分 ── 特に有機炭素organic carbon ── の分析も行っている。有機化合物の中には生物に必須とされるタンパク質、脂質、核酸などの成分が含まれる。

 かなり高濃度の有機化合物データが今回発見されたという。

 Curiosity Roverの一連のデータにもとづく正式な研究成果は、学術雑誌SCIENCEに近日発表される予定だ。細かなデータ等はこちらにおいて確認できるはずだ。

 ―SCIENCEのホームページ:http://www.sciencemag.org/journals

 さて最初のNASATwitterのポストから約40分後、このNASA Curiosityの研究リーダーの一人であるThomas Zurbuchen博士は、上のようなツイートをしている。

 今回の研究の大きな成果の一つは、今後の火星(または他の地球外の場所)においての、更なる生物の痕跡または生物そのものの探求を、さらに推進する ── 勇気づける好機になる点だろうか。

 一古生物学者としては「何十億年も前に隣の惑星である火星において生物がいた」とするアイデアに強く惹かれる。地球の化石記録では生物誕生が約40億年前だ。火星の生物は地球最古の種と近縁だった可能性はないだろうか? 火星のモノが地球の種の源(オリジン)だったという仮説は立てられないだろうか? もしかすると宇宙のはるかかなたから生物は地球と火星に「ほぼ同時期」に運ばれてきたとするスト-リーは、少し私のイマジネーションが利きすぎているのだろうか?

 とにかく火星における太古の生物の可能性は、非常にエキサイティングだ。