火星にはやはり水が！こんな石からも「画像」

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２００３年８月の天文現象

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2004年03月04日

　想像の域を越えない発表ではあったが、事実と発表されると、これまたいろいろと想像が膨らみます。

それよりももっと知りたいのがそのあったであろう水はどこへ行ったのか、遥か宇宙の彼方かそれともいまだ地中に存在するのか？など等

火星にかつて液体の水があった証拠を発見 (3月3日16:40)
NASAは3月3日(日本時間)に記者会見を行い、「オポチュニティ」の探査により、火星にかつて液体の水が存在していた証拠を発見したことを発表しました。この証拠は主に3点あり、
硫酸塩が存在すること
岩石の様子
鉱物の中での結晶の成長の様子
などから判断したそうです。

ここはちょっと解説が必要でしょう。先ほどのアルファ粒子・X線スペクトロメータは、鉱物などの中にどのような元素があるかを調べるものです。従ってこの結果からは「硫黄がある」ということはわかりますが、それがどのような鉱物として存在するかは分かりません。
そこで、次に出てくるのが、特に鉄の存在を調べることができる、メスバウワースペクトロメータです。この探査によって、鉄ミョウバン石 (jarosite) という鉱物が岩石の中に含まれていることが分かりました。これは、鉄を含む水和硫酸塩です。さらに、小型熱放射スペクトロメータの観測結果も使って、硫酸塩の存在が確かめられました。
なぜ硫酸塩が「水の証拠になる」のでしょう？　硫酸塩を含む鉱物は、地球などでも、水がある環境で作られます。しかも、こういった塩分を含む岩石があるということは、水の中、あるいはかなり長い時間水にさらされるような環境であったことを示しています。鉄ミョウバン石があったということは、さらに、この岩石ができたときの環境が、酸性の湖、あるいは強い酸性の温泉のような環境であったことを示しています。

一方、岩石の形状からの証拠としては、岩石中の小さな空洞、小粒、そして斜層理(クロスベッド　crossbed)という地質構造の3つが挙げられています。

エル・キャビン火星の岩

左の写真は、「エル・キャピタン」(El Capitan)という岩です。以前のトピックスでもお伝えした通り、「オポチュニティ」によって精力的な探査が行われてきた岩です。
左の写真は、パノラマカメラで撮影した「エル・キャピタン」です。一目みて、岩が全体に層をなしていることにまず気づかれるかと思います。岩の上の方には小さな粒状の物体がたくさんみえます。この粒の大きさは1～2ミリメートルくらいです。さらに、岩全体には、長さ1センチくらいの小さな穴が多数開いています。幅は2～3ミリといったところです。
この穴を、顕微鏡カメラを使って撮影した写真が、左の写真になります。この穴は向きがばらばらになっていました。このような小さな穴のでき方は、地質学では次のように考えられています。
もともと、塩水のような環境で、岩石に塩分を含む鉱物の結晶がゆっくりと成長していきます。その後、侵食されたり、再び水の中に戻ったときに溶けてしまったりして、結晶がなくなったあとに、こういった小さな穴ができます。いくつかの穴は、中央が太く、両端が細くなっている構造をしていますが、これは、岩石の中で結晶が成長していくときにできる形でもあります。
これも地質学の用語ですが、「蒸発岩」(evaporite)があったことを意味しています。
また、以前から話題になっていたブルーベリーのような小さな粒ですが、そのでき方として、火山の噴火や隕石の衝突の際に溶けた岩が丸く固まったもの、あるいは水の中で鉱物が結晶化してできたもの、といったでき方が考えられていました。ところが、「オポチュニティ」の調査の結果、この小粒は特定の地層にはあまり存在していないことが分かりました。火山噴火や隕石の衝突でできたとすると、あまりこのようなことは考えられないので、間接的に水が関与したという「状況証拠」にはなります。ただ、この小粒がどのようにしてできたのかについては、まだ結論は出ていません。
水の影響の斜層理の石

さて、3つ目の証拠は斜層理と呼ばれる地層の構造です。これは、水平に重なっている普通の地層とは異なり、地層が斜めに交わっているものです。こういう地層ができる原因としては、水の流れなどがある場所で地層が堆積して、層が削られながら堆積するようなことが考えられます。

また、水の流れの作用によってできたと思われる小さな窪みのパターンなどもみつかっています。これは、岩の左上に向かって走っている、窪みが連続して流れたような構造になります。
こういった構造は、風などでもできる可能性はありますが、このような場合、波状の線を作ったり、鋭いでこぼこを作ったりすることはありません。
これらの証拠を総合すると、火星にかつて液体の水があり、しかもそのような環境がかなり長い間続いていたことが、かなりはっきりと裏付けられたといえます。これは火星探査の歴史上極めて重要な発見であると同時に、火星に生命が存在した(する)かどうか、昔の火星はどのような環境だったのか、といったような問題にも、解決の糸口を与える発見であるでしょう。
しかし、まだ「オポチュニティ」の発見した証拠だけでは完全とはいえません。今後のローバ探査では、より詳しい探査を行っていくことになります。マサチューセッツ工科大学ケンブリッジ校の科学者で、堆積学が専門のジョン・グロジンガー (John Grotzinger)博士は、「期待が持てる糸口(tantalizing clue)はみつかった。今後、この証拠の可能性について、評価を行っていく」と述べています。

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