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火星に生命か(1)


火星で新発見、有機物見つかる 生命存在の可能性高まる

火星探査による新たな発見によって、赤い惑星である火星にかつて生命が存在し、現在でも生命が存在する可能性が高まった。

6月7日、科学者たちは、NASAの無人火星探査車キュリオシティが火星表面の太古の湖底跡から生命の存在につながる基礎的要素を発見した、と発表した。火星に生命が存在する気配はこれまでもいくつか発見されてきたが、今回の発見は最も有力な証拠となる。

火星にあるゲール・クレーターは、かつてはフロリダにあるオキチョービー湖とほぼ同じ大きさの水深の浅い湖だった、と考えられているが、このクレーター内で採取した35億年前の岩石に含有されていた有機分子が、生命がその当時は存在していた可能性を示しているのだ。この発見は、地球の隣の惑星である火星において、かつて微生物が存在し、ひょっとすると現在でも生きているかもしれない、という可能性を残すことにつながる。

カリフォルニア州パサデナにあるNASAジェット推進研究所(JPL)に所属し、キュリオシティ・プロジェクトに参加している科学者アシュウィン・バサバダ氏は、「大昔、もし火星に生命が存在していたのならば、将来実施するミッションでその証拠を発見できる可能性がぐんと高まった」と語る。

また、キュリオシティは、火星の大気中に存在するメタンの量が季節によって著しく増加することも確認した。研究者たちは、メタンの増加が生物に由来する可能性は排除できない、と言う。地球の大気中に存在するメタンの大半は、動植物、もしくは地球環境そのものから生成される。

2本の論文がサイエンス誌に掲載されている。一方の論文では、外部の専門家が今回の発見について「宇宙生物学における飛躍的な発見である」と称賛した。

オランダのユトレヒト大学の宇宙生物学者、インゲ・ローズ・テン・ケイト氏は「太古の昔、地表に有機分子が存在したことが判明した今、火星で生命が発生した、または、存在したのか否か、という議論はより活発になるだろう」と記した。

この研究には関わらなかったライス大学の地質学者、カーステン・ジーバッハも同様に興奮を隠しきれない。ジーバッハ氏は、この発見は、火星に生命が存在する、という見方に懐疑的な人々が提唱していた強硬な議論を打ち破った、と語る。

「大きな成果は、我々が証拠を入手した、ということだ。30億年以上も前の泥岩の中に含まれていた有機物質を見つけることができた」とジーバッハ氏は言い、「そして、我々は、地表面下に存在する生命に関わる可能性、もしくは、少なくとも、地球上の生物が生きていくために必要な温水や自然環境に関わる可能性のあるガスの放出を確認した」と説明を加えた。

ジーバッハ氏は、メタンの観測は、現代の生命にとって「もっとも説得力のある」調査手法である、と語る。

科学者たちは、バクテリアのような微小な生命体がかつて火星上に存在したかどうかを確認するためには、さらに強力な宇宙船、そして、理想的には、火星から地球へ持ち帰った岩石が必要である、と口をそろえて言う。

キュリオシティによるメタン量の測定は、地球の暦で4年半の間、つまり火星の暦で3年間続けて実施された。火星の北半球では、夏の終わりにメタン量が最大になることが確認され、南半球では冬の終わりにメタン量の観測値が最大になった。

この研究の筆頭著者であり、JPLに所属するクリストファー・ウェブスター氏は、火星のメタン量が増減を繰り返すパターンが観測されたのはこれが初めてである、と語る。この季節性のメタン量の増減量は、比率では3倍にも達し、科学者たちの予想をはるかに超えていた。ウェブスター氏は、「我々はただひたすら驚いている。メタン量が季節によって3倍もの違いがあるとは……。これは極めて大きな違いだ」と言った。

ウェブスター氏は、現在、もしくは長年にわたり生成されたメタンは、地下深くにある地下水から地殻の割れ目や裂け目を伝って外界に漏れ出したものである、と理論づけた。メタンが地表に到達すると、まず泥や岩石に付着し、気温が高くなるとその多くが大気中に放出されることになる。

ウェブスター氏は、「メタンが生物学的に生成された、という証拠はないが、たとえこの新しい観測結果を当てはめたとしても、その可能性を排除できるわけではない」と語った。

科学者たちは、1976年、バイキング計画においてランダーを火星上に着陸させて以来、有機分子を探索し続けている。バイキング1号と2号が相次いで火星に到着し、ランダーも着陸させたが、得られた情報はごく限られたものにとどまった。

2012年、火星の表面に掘削機と研究装置を送り込むことに成功し、2013年、キュリオシティは岩石の中に有機物が存在することを確認したが、発見された分子は科学者たちが期待したものではなかった。そこで、科学者たちはまた別の場所を探索することにした。最新の調査で得られた重要なサンプルは、4マイル(6.4キロメートル)離れた場所で採取されたものである。

火星において炭素を含む分子が存在することについては、メタンと同じように、地質学的なプロセス、もしくは小惑星、彗星、または隕石の衝突や惑星間塵による影響などが、炭素の由来を非生物学的に説明しうる可能性がある。

この有機物研究を指揮したメリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターの宇宙生物科学者、ジェニファー・アイゲンブロード氏は、自分自身も火星に生命が存在し、その環境に適応していた可能性があることに好奇心をそそられている、と語った。

さらにアイゲンブロード氏は、「私は、そもそも生命が火星で誕生したことなど一度もなかった、という考え方にも同程度の興味を抱いている。これは、科学的に考察するには相当の難問だ。しかし、私は、火星上の生命に関する調査研究は、相応の適切な注意を十分に払いながら進める必要があると思う。我々は、火星上で生命体が最も見つかりやすいと考える場所へ行き、そこで生命を探す必要がある」と語った。





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火星に生命か(2)

世紀の大発見

NASAが発表した火星での生物痕跡 古生物学者が「間違いない」という理由

NASAは7日、火星において「生物に関わる物質」を見つけたと発表した

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いう

メタンガスは生物から発生するものだと、古生物学者は解説している

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

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

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(https://twitter.com/MarsCuriosity/status/1004787533157318656)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

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

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(https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data)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。天王星や海王星にも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?

Curiosity Roverからのデータ

NASA Curiosity(https://mars.nasa.gov/msl/)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(https://mars.nasa.gov/msl/mission/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NASAのTwitter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(https://science.nasa.gov/about-us/leadership/Thomas-Zurbuchen)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。




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火星に生命か(3)


米航空宇宙局(NASA)の無人火星探査車キュリオシティーが掘った深さ約5センチ、直径約1.6センチの穴(2018年5月25日入手)。

火星で複雑な有機物発見 「生命の痕跡を含む何かが見つかる可能性も」

NASAが7日、35億年前の火星の岩石から複雑な有機物質を検出したと発表した

直接的な生命の証拠ではないが、火星の生命探査に進展をもたらす発見という

今後「生命の痕跡を含む何かが見つかる可能性もある」と専門家は述べた

火星で複雑な有機物発見、メタン濃度の季節変動示す証拠も NASA探査車

【AFP=時事】米航空宇宙局(NASA)の無人火星探査車キュリオシティー(Curiosity)が、火星表面にある35億年前の岩石からこれまでで最も複雑な有機物質を検出した。科学者チームが7日、発表した。火星の生命探査に飛躍的な進展をもたらす発見だ。

さらにキュリオシティーは、火星大気中のメタン(CH4)濃度が季節変動することを示すさらなる証拠を発見した。これは、メタンの発生源が火星自体で、おそらく火星の地下水である可能性が高いことを示唆している。

火星のゲール・クレーター(Gale Crater)での掘削調査で採取された複数の化合物は、生命の直接的な証拠ではないものの、キュリオシティーが火星に着陸した2012年以降に火星表面から掘削採取された化合物としてはこれまでで最も多様性に富んだものだと、専門家らは指摘している。

米科学誌サイエンス(Science)に発表された2件の論文のうちの一つの主執筆者で、NASAのゴダード宇宙飛行センター(Goddard Space Flight Center)の宇宙生物学者のジェニファー・アイゲンブロード(Jennifer Eigenbrode)氏は「これは重大な意味を持つ発見だ。火星上で最も過酷な環境の一部に有機物質が保存されていることを意味するからだ」と説明する。

「もしかすると、これよりもさらに保存状態の良い、内部に生命の痕跡を含む何かが見つかる可能性もある」と、アイゲンブロード氏はAFPの取材に語った。

キュリオシティーによるこれまでの探査でも有機物質が見つかっていることが、過去に報告されていた。

「より大きな何か」への糸口

アイゲンブロード氏によると、今回検出された化合物は隕石(いんせき)に由来するものか、もしくは地球の石炭や黒色頁岩(けつがん)と同類の地層、あるいは何らかの生物に由来するものである可能性があるという。

化合物の正確な発生源は、いまだに謎のままだ。

「今回検出されたのは、より大きな何かの断片だ」と、アイゲンブロード氏は述べた。

サンプルの掘削はゲール・クレーター内にあるシャープ山(Mount Sharp)のふもとで実施された。同クレーターには古代の火星の淡水湖が存在していたと考えられている。

「火星にかつて生命が存在していたとすると、ここはその当時生命が生息するのに適した場所だった」と、アイゲンブロード氏は話す。

キュリオシティーは火星表面から深さ5センチまで掘削して泥岩のサンプルを採取し、搭載している小型分析室で加熱した。

サイエンス誌の論文によると、フランス製機器による分析の結果「チオフェン、2-および3-メチルチオフェン、メタンチオール、硫化ジメチルなどの、地球の有機物に富む堆積岩に似た複数の有機分子および揮発性有機化合物」が存在することが明らかになったという。

メタンは夏に増える

サイエンス誌掲載の別の論文では、季節によって大きく増減する火星のメタンの発生源の探求に関する最新情報が報告されている。

3年分の測定データに基づく論文によると、最も単純な構造の有機分子メタンの濃度は、変動範囲が「0.24〜0.65ppbで、北半球の夏の終わり近くにピークに達する」という。

メタンガスは水分子がつくる結晶構造の中に閉じ込められた「クラスレート」と呼ばれる状態で、寒冷な火星表面下に蓄えられている可能性があると、研究チームは述べている。

サイエンス誌に同時掲載された解説記事は「ゲール・クレーターは約35億年前、生命が発生した当時の初期地球に匹敵する条件を備えた生命存在可能な場所だったことを、キュリオシティーの調査結果は示している」と説明している。




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