太古の火星は温暖化と寒冷化を数千万回にわたって繰り返していたようです

今回、NASAの火星探査車“キュリオシティ”が見つけたのは、太古の火星環境についての証拠。
太古の火星には、水が数百年も流れ続ける温暖な時期や、湖が凍ってしまう寒冷な時期があったようです。


太古の湖の泥でできた堆積物の層

火星の上空を周回する探査機や、地表に着陸した探査車などによって、火星では水が干上がったことで形成された地形や鉱物が続々と発見されています。

このことから、太古の火星に水が存在したことは確実視されているんですねー

さらに、私たちの気を引くのが有機物の発見です。
水と有機物とくれば、生命が存在していたのか？　そして今も生き残っているのか？ っと考えたくなりますよね。
でも、過去の火星が、どのような環境だったのかを調べるのは容易なことではありません。

特に、湿潤な環境を維持できるほど温暖な気候であったかどうかは重要な問題になります。

NASAの火星探査車“キュリオシティ”により分かっているのは、かつての火星は温暖化と寒冷化を繰り返していた可能性があること。

“キュリオシティ”が着陸したゲールクレーターの中央に位置するシャープ山の裾から見つかったのは、太古の湖の泥でできた厚さ約300メートルの堆積物の層でした。

堆積物がこれだけの厚さになるには、数百万年から数千万年にもわたり温暖で湿った期間が続き、湖に水が流れ込み続けたはずです。

ところが、その一方でクレーターの中には、火星が寒冷期に転じたときの名残りも見つかっているんですねー

ゲールクレーターの一部を満たす湖のイラスト。“キュリオシティ”によるクレーターの堆積物の探査から、30億年以上昔に湖が満たされたり干上がったりを、数千万回にわたって繰り返していたことが示唆されている。（Credit: NASA/JPL-Caltech/ESA/DLR/FU Berlin/MSSS）

かつての火星に存在した濃い二酸化炭素の大気

今回の研究を進めているのはNASAゴダード宇宙飛行センターのチーム。
“キュリオシティ”が集めたチリと岩石のサンプルを、探査車に搭載された試料分析ユニット“SAM”の中で最大摂氏約900度にまで加熱。
鉱物が分解して放出する二酸化炭素と酸素、およびその際の温度を調べています。

かつての火星には、濃い二酸化炭素の大気が存在したと考えられています。
その大半は宇宙空間に逃げてしまうのですが、一部は炭酸塩という形で岩石に閉じ込められた可能性があります。

岩石から、その二酸化炭素、あるいは二酸化炭素を構成する酸素原子と炭素原子を取り出して分析することで、太古の火星の大気や環境に関する情報を得ようというわけです。

同じ酸素という元素でも、“同位体”といって微妙に質量が異なる複数の原子が存在しています。

研究チームが突き止めたのは、一部の鉱物に含まれる酸素原子が、大気中の二酸化炭素を構成する酸素よりも平均して軽いこと。

二酸化炭素が水に溶けて水底の岩石に取り込まれるという単純な過程では、重い酸素の同位体が選ばれやすくなります。
でも、軽い同位体が多かったということは、反応が起こった時点で湖が凍っていて、重い同位体が氷の中に取り込まれていたという可能性があります。

ある時点で、火星は温暖で湿潤な時代から、現在のような冷たく乾いた時代へと移行したことになります。
分からないのは、いつどのように気温の変化が起こったのかということ。

気温の変化を引き起こす要因としては、火星の自転軸の傾きや火山の活動量などが考えられるようです。


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