研究者たちが考える「昔の火星は生命の住める環境だったのか？」

2020年代に入り、NASAをはじめとする宇宙機関が探査を進め、次々と新発見が見つかっているのが、“地球にもっとも近い惑星”である火星。「なんで火星は赤いの？」「火星に生物は存在するの？」「将来的に火星に住むことはできるの？」などの疑問に、惑星探査機「はやぶさ」の開発メンバーが答えてくれました。

※本記事は、齋藤潤 / 渡部潤一:著『本気で考える火星の住み方』(ワニブックスPLUS新書:刊)より一部を抜粋編集したものです。

酸化鉄のような赤い砂におおわれている火星

火星の表面がどんな物質なのか、最新の成果から明らかにされた結果を見てみましょう。

火星の表面の岩石は、地球でいうと玄武岩や安山岩というマグマが冷え固まった岩石でできています。その上でこれらの岩石が粉になり、さらに大気中に僅かにある酸素や水蒸気などと反応して酸化鉄のような赤い砂におおわれているというわけです。

下の図7は火星に着陸したアメリカの探査機、キュリオシティがとらえた画像です。モノクロ画像で赤いのはわかりませんが、一面がまさに「赤い星」らしく表面は赤茶けた砂におおわれています。

火星の地下を見て、どういう地質構造になっているかを知ろうとすれば、たとえばマリネリス峡谷のなかに入り込んで、壁を見ていくのが比較的に楽なのかもしれません。

2021年春、アメリカの探査機が火星で無人ヘリコプターを火星表面から離陸させることに成功しました。じつはヘリが離陸できたということで、火星大気の気圧について少々議論が起こったそうです。薄いとはいえ大気がありますから、このような翼で飛ぶことができる航空機や気球なども、火星表面の低高度、かつ遠距離の観測に使えるのが好都合なところです。

あとは図3の画像で示したように、北極と南極の周辺には極冠が現れます。成分としては、ほぼドライアイスと水の氷です。地軸が地球と同じくらい傾いているため、火星には季節がありますから、北半球が夏になると北極冠はどんどん溶けて岩肌が露出するようになりますし、冬になれば一番寒い極域ですから、大気中の二酸化炭素や水蒸気が真っ先に凍って極冠を形作ります。これは南極冠も同様です。

図8は、欧州宇宙機関(ESA)のマーズ・エクスプレスが撮影した南極点付近の画像を示します。一部赤い岩盤が露出していますが、あとは白い氷が周りを覆っています。

将来、火星に人類が拠点を作って住むようになったとしたら、空気もそうですが水の確保は急務です。その意味では、極冠からうまく水を取り出すとか、あるいはそれ以外の地域でも地下深くに水があるかもしれませんから、それらをいかにして取り出すかを考えなければならないでしょう。

研究者のあいだで議論を巻き起こした火星隕石

そして、SF映画ではお馴染みですが、火星というと火星人というわけで、大気があって季節もあることから、地球と似ているという理由で生命が存在することが予想されています。その意味で今はそれほどでもありませんが、かつては火星とその生物を題材にしたSF小説がたくさんあり、筆者も随分と読みました。

火星の生命については、長いあいだ議論が続いていたのですが、近年で一番大きなインパクトのある研究として、火星から飛んできたと考えられている隕石^※の中に、生物起源の鉱物ではないかというものが発見され、1996年頃から大きな議論を巻き起こしました。

図9に、その有名になった隕石、ALH84001のサンプル写真を示します。ある国際学会で、この説を提唱したデビット・マッケイ博士と議論しましたが、自分の説にかなりの自信を持っていたように感じました。

この隕石は、アメリカ隊が発見したのでNASAに保管されています。ALHというのは、南極の地名(アラン・ヒルズ)を表していて、84001というのは1984年度の観測隊が発見して、最初に正式ナンバリングをした隕石という意味です。

火星の生命について、この隕石の発見をきっかけにいろいろな議論が巻き起こっているところに、欧米の探査機の精密観測により、火星にかつて水が豊富にあったとする仮説が示されたり、着陸機が移動してドリルで岩石に穴を開けて岩石内部の観察をするなど、さまざまな観測データが集まってきました。

現在は、この火星隕石についての議論だけでなく、昔の火星は生命の住める環境だったのかを研究する方向へと科学者たちの議論はシフトし、多くの研究者が火星の研究に従事しています。

いずれにしても、これからの観測で古代火星の環境が明らかになってくるにつれて、生命が存在していたか(あるいは今もどこかに微生物が存在しているのか)についても、研究が次第に進んでいくものと筆者は期待しています。

「生命がいたかも」と研究者たちに想像させるだけの環境ですから、将来、人類が拠点を作って住むにしても、大気が全くなく昼夜の温度差が激しい月よりは、人間が住む構造物の設計にはかなりの自由度があると思われます。

もっとも火星は、月と比べると遥かに遠い天体なので、いくら住みやすいとはいっても、コストパフォーマンスは月に拠点を作るのと比べればかなり悪そうです。