火星で宇宙人を探しています。 もし生命があったとしたら、それは生き残れるでしょうか？

火星には、生命が存在するために必要なものがすべて揃っています。 火星からの隕石の分析は、少なくとも微生物の形で生命を支えることができる物質が惑星の表面の下にあることを示しています. いくつかの場所では、陸生微生物も同様の条件で生息しています。

最近、ブラウン大学の研究者は 火星隕石の化学組成 - 火星から投げ出されて地球にたどり着いた岩の破片。 分析は、これらの岩が水と接触する可能性があることを示しました。 化学エネルギーを生み出すこれにより、地球上の非常に深い場所と同様に、微生物が生きることができます。

隕石の研究 科学者によると、それらは大部分の代表的なサンプルを構成する可能性があります 火星の地殻これは、惑星の内部の大部分が生命維持に適していることを意味します。 「地表下の層の科学的研究にとって重要な発見は、 火星の地下水があるところならどこでも十分にアクセスできる可能性が高い 化学エネルギー微生物の生命を維持するために」と、研究チームの責任者である Jesse Tarnas 氏はプレスリリースで述べています。

過去数十年にわたり、多くの生物が地表の奥深くに生息し、光へのアクセスを奪われ、水が岩石と接触するときに発生する化学反応の生成物からエネルギーを引き出すことが地球上で発見されました. これらの反応のXNUMXつは、 放射線分解. これは、岩石中の放射性元素が水分子を水素と酸素に分解するときに起こります。 放出された水素は、その地域に存在する水や、 黄鉄鉱 酸素を吸収して形成する 硫黄.

水に溶けている水素を吸収し、硫酸塩の酸素と反応させることで燃料として利用できます。 たとえば、カナダでは キッドクリーク鉱山 (1) これらのタイプの微生物は、XNUMX 億年以上太陽が浸透していない深さ XNUMX km 近くの水中で発見されています。

1. ボストン・ダイナミクスのロボットが鉱山を探索

キッド・クリーク

W 火星の隕石 研究者たちは、生命を維持するのに十分な量の放射線分解に必要な物質を発見しました。 そのため、古代の残骸の場所は現在までほとんど無傷のままです。

以前の研究で示された 活発な地下水系の痕跡 惑星上で。 そのようなシステムが今日でも存在する可能性も十分にあります。 たとえば、ある最近の研究では、 氷床の下に地下湖がある可能性. これまでのところ、下層土の探査は探査よりも困難ですが、記事の著者によると、これは私たちが対処できない作業ではありません。

化学的手がかり

1976年に NASA バイキング 1 (2) クリュセ平原に上陸。 火星への着陸に成功した最初のランダーとなりました。 「最初の手がかりは、バイキングが地球上に彫刻の痕跡を示している写真を入手したときでした。これは通常、雨によるものです」と彼は言いました。 アレクサンダー・ヘイズ、天体物理学および惑星科学のためのコーネル センターのディレクター、インバースとのインタビューで。 「彼は長い間火星にいた 液体の水誰が表面を彫り、 彼はクレーターを埋め、湖を形成した'。

ヴァイキング 1 と 2 彼らは探索的実験を行うために小さな宇宙生物学の「実験室」を搭載していました。 火星の生命の痕跡. タグ付き放出実験では、火星の土壌の小さなサンプルを、栄養溶液といくつかの水を含む水滴と混合しました。 活性炭 形成できるガス状物質を研究する 火星の生物.

土壌サンプルの研究は代謝の兆候を示したしかし科学者たちは、ガスが生命以外の何かによって生成された可能性があるため、この結果が火星に生命が存在したことを確実に示しているかどうかについては意見が一致していませんでした。 たとえば、ガスを発生させて土壌を活性化することもできます。 バイキングのミッションによって行われた別の実験では、有機物質の痕跡を探しましたが、何も見つかりませんでした。 XNUMX 年後、科学者はこれらの最初の実験を懐疑的に扱います。

1984 年 XNUMX 月、V. アラン・ヒルズ 南極で火星の破片が発見されました。 、約XNUMXポンドの重さで、古代の衝突が地表から持ち上がる前に火星から来た可能性があります。 赤い惑星から地球へ.

1996 年、ある科学者グループが隕石の破片の内部を調べ、驚くべき発見をしました。 隕石の内部で、彼らは微生物によって形成される可能性のある構造に似た構造を発見しました (3)よく見つかった 有機物の存在. 科学者が隕石内部の構造を解釈する別の方法を発見し、有機物質の存在が地球からの物質による汚染を引き起こした可能性があると主張したため、火星の最初の生命の主張は広く受け入れられていません。

3. 火星隕石の顕微鏡写真

2008年火曜日 卑劣な精神 グセフクレーターの火星表面から突き出た奇妙な形に出くわしました。 この構造は、その形状から「カリフラワー」と呼ばれます (4)。 そんな地球上で シリカ形成 微生物の活動が関係しています。 一部の人々は、それらが火星のバクテリアによって形成されたとすぐに思い込みました. ただし、次のような非生物学的プロセスによって形成されることもあります。 風食.

ほぼ XNUMX 年後、NASA が所有 レーシック好奇心 火星の岩石を掘削中に、硫黄、窒素、酸素、リン、炭素 (重要な成分) の痕跡を発見しました。 ローバーはまた、数十億年前に火星で微生物の餌として使用された可能性のある硫酸塩と硫化物を発見しました。

科学者たちは、微生物の原始的な形態が十分なエネルギーを見つけた可能性があると信じています 火星の岩を食べる. 鉱物は、火星から蒸発する前の水自体の化学組成も示していました。 ヘイズによれば、人々が飲んでも安全です。

4.撮影された火星の「カリフラワー」

スピリットローバー

2018 年、Curiosity は追加の証拠も発見しました。 火星の大気中のメタンの存在. これにより、オービターとローバーの両方による微量のメタンの以前の観測が確認されました。 地球上では、メタンはバイオシグネチャーであり、生命の兆候であると考えられています。 ガス状メタンは、生産後、長くは続かない。他の分子に分解します。 研究結果によると、火星では季節によってメタンの量が増減することがわかっています。 これにより、科学者たちは、メタンが火星の生物によって生成されているとさらに信じるようになりました。 しかし、まだ知られていない無機化学を使用して、火星でメタンを生成できると信じている人もいます。

今年の XNUMX 月、NASA は、火星でのサンプル分析 (SAM) データの分析に基づいて、 Curiosityに搭載されたポータブル化学実験室火星には有機塩が存在する可能性が高く、これがさらなる手がかりになる可能性がある 赤い惑星 かつて生命があった。

Journal of Geophysical Research: Planets のテーマに関する出版物によると、鉄、カルシウム、マグネシウムのシュウ酸塩や酢酸塩などの有機塩が、火星の表面堆積物に豊富に含まれている可能性があります。 これらの塩は、有機化合物の化学残留物です。 予定 欧州宇宙機関 ExoMars ローバー約XNUMXメートルの深さまで掘削する能力を備えた、いわゆる ゴダード楽器火星の土壌のより深い層の化学組成を分析し、おそらくこれらの有機物質についてさらに学ぶでしょう。

新しいローバーには、生命の痕跡を探すための機器が装備されています

70 年代以降、時間とミッションを重ねるにつれて、ますます多くの証拠が次のことを示してきました。 火星はその初期の歴史の中で生命を持っていた可能性があります地球が湿気の多い暖かい世界だった頃。 しかし、これまでのところ、過去にも現在にも、火星に生命が存在したことを示す説得力のある証拠は発見されていません。

2021 年 XNUMX 月から、科学者はこれらの生命の仮説的な初期兆候を見つけたいと考えています。 その前任者である MSL 研究所を搭載したキュリオシティ ローバーとは異なり、このような痕跡を検索して見つけることができます。

忍耐が湖の火口を刺す幅約 40 km、深さ 500 m のクレーターは、火星の赤道の北の盆地に位置しています。 ジェゼロ クレーターには、3,5 億年から 3,8 億年前に干上がったと推定される湖があり、湖の水に生息していた可能性のある古代の微生物の痕跡を探すのに理想的な環境でした。 Perseverance は、火星の岩石を研究するだけでなく、岩石のサンプルを収集し、将来のミッションである地球に戻って実験室で分析するためにそれらを保管します。

5. Perseverance ローバーに搭載された SuperCam 操作の視覚化。

生体認証ハンティング ローバーの一連のカメラやその他のツール、特に科学的に興味深いターゲットを探索するためにズームインできる Mastcam-Z (ローバーのマストにある) を扱います。

ミッション科学チームは、機器を操作することができます。 スーパーカムの持続性 関心のあるターゲット (5) にレーザー ビームを向けます。これにより、揮発性物質の小さな雲が生成され、その化学組成を分析することができます。 これらのデータが有望である場合、対照群は研究者に命令を出すかもしれません。 ローバーロボットアーム詳細な調査を行います。 アームには特に、PIXL (X 線岩石化学用惑星装置) が装備されており、比較的強力な X 線ビームを使用して、生命の潜在的な化学的痕跡を探します。

と呼ばれる別のツール シャーロック （有機物や化学物質のラマン散乱と発光を利用して居住環境をスキャンする）は、独自のレーザーを搭載しており、水中環境で形成される有機分子やミネラルの濃度を検出できます。 一緒、 シャーロック i ピクセル それらは、火星の岩石や堆積物中の元素、鉱物、粒子の高解像度マップを提供することが期待されており、宇宙生物学者がそれらの組成を評価し、収集する最も有望なサンプルを特定できるようにします。

NASA は現在、微生物を見つけるために以前とは異なるアプローチを取っています。 ようではない バイキングをダウンロード忍耐力は、代謝の化学的兆候を探しません。 代わりに、堆積物を求めて火星の表面上をホバリングします。 すでに死んでいる生物が含まれている可能性があるため、代謝は問題外ですが、その化学組成から、この場所での過去の生命について多くを知ることができます。 Perseverance によって収集されたサンプル それらは、将来のミッションのために収集して地球に戻す必要があります。 それらの分析は地上実験室で行われます。 したがって、元火星人の存在の最終的な証拠が地球に現れると想定されています。

科学者たちは、古代の微生物の存在以外では説明できない火星の表面の特徴を見つけたいと考えています。 これらの架空のフォーメーションの XNUMX つは、次のようなものである可能性があります。 ストロマトライト.

地上では、 ストロマトライト (6) 古代の海岸線に沿った微生物によって形成された岩の塚、および代謝と水のためのエネルギーが多量に存在するその他の環境。

ほとんどの水は宇宙に行きませんでした

火星の深遠な過去に生命が存在したことはまだ確認されていませんが、生命が絶滅した原因は何だったのか（たとえば、生命が実際に消滅し、地表の奥深くまで行かなかった場合など）はまだ疑問に思っています。 少なくとも私たちが知っているように、生命の基本は水です。 概算 初期の火星 100 から 1500 m の厚さの層で表面全体を覆うほどの液体の水を含む可能性があります。 しかし、今日の火星は乾燥した砂漠のようです。そして科学者たちは、これらの変化の原因を突き止めようとしています。

科学者は、例えば、説明しようとします 火星はどのように水を失ったのですかそれは数十億年前にその表面にありました。 ほとんどの場合、火星の古代の水の多くは、大気を通って宇宙空間に逃げ出したと考えられていました。 同じ頃、火星は惑星の磁場を失い、太陽から放出される粒子のジェットから大気を保護していました。 太陽の作用により磁場が失われた後、火星の大気は消失し始めました。そして水はそれとともに消えました。 比較的新しいNASAの研究によると、失われた水の多くは地殻の岩石に閉じ込められた可能性がある.

科学者たちは、長年にわたる火星の研究中に収集された一連のデータを分析し、それらに基づいて、次の結論に達しました。 大気からの水の放出 宇宙では、火星環境からの水の部分的な消失のみに関与しています。 彼らの計算は、現在不足している水の多くが地殻の鉱物に結合していることを示しています。 これらの分析結果が発表されました イーヴィー・シェラー 第 52 回惑星と月の科学会議 (LPSC) でカリフォルニア工科大学と彼女のチームから。 この作業の結果をまとめた記事がジャーナル Nauka に掲載されました。

研究では、性交に特別な注意が払われました。 重水素含有量 (水素のより重い同位体) 水素に. Deuter 約 0,02% で水中に自然に発生します。 「通常の」水素の存在に対して。 通常の水素は、原子質量が小さいため、大気から宇宙に出やすくなっています。 重水素と水素の比率の増加は、火星から宇宙への水の放出速度を間接的に教えてくれます。

科学者たちは、観測された重水素と水素の比率と、火星の過去の水の豊富さの地質学的証拠は、火星の過去の大気の流出の結果としてのみ惑星の水損失が発生した可能性がないことを示していると結論付けました. スペース. したがって、大気への放出と岩石への水の取り込みを結びつけるメカニズムが提案されています。 岩石に作用することにより、水は粘土やその他の水和ミネラルを形成します。 同じプロセスが地球上で行われます。

しかし、私たちの惑星では、構造プレートの活動により、水和ミネラルを含む地殻の古い断片がマントルに溶け込み、火山プロセスの結果として、結果として生じる水が大気中に戻されます。 構造プレートのない火星では、地殻内の水の保持は不可逆的なプロセスです。

内火星湖水地方

私たちは地下生活から始まり、最後に戻ってきます。 科学者たちは、その理想的な生息地は 火星の条件 貯水池は、土と氷の層の奥深くに隠されている可能性があります。 XNUMX年前、惑星科学者は大きな湖の発見を発表しました 火星の南極の氷の下の塩水これは一方では熱狂的でしたが、懐疑的な見方もありました。

しかし、2020年になって、研究者たちは再びこの湖の存在を確認し、 彼らはさらにXNUMXつ見つけた. ジャーナル Nature Astronomy で報告された発見は、マーズ エクスプレス宇宙船からのレーダー データを使用して行われました。 「以前に発見されたのと同じ貯水池を特定しましたが、主要な貯水池の周りに他の 75 つの貯水池も発見しました」と、研究の共著者の 30 人であるローマ大学の惑星科学者エレナ・ペティネッリは述べています。 「これは複雑なシステムです。」 湖は約XNUMX平方キロメートルの面積に広がっています。 これは、ドイツの約 XNUMX 分の XNUMX の面積です。 中央の最大の湖は直径 XNUMX km で、それぞれ幅数 km の XNUMX つの小さな湖に囲まれています。

7. 火星の地下貯留層の可視化

南極大陸などの氷底湖で。 ただし、火星の状態に存在する塩の量が問題になる可能性があります。 と信じられている 火星の地底湖 (7) 水が液体のままでいられるように、塩分を多く含む必要があります。 火星の内部からの熱は地表の奥深くで作用する可能性がありますが、科学者によると、これだけでは氷を溶かすには不十分です。 「熱の観点からすると、この水は非常に塩辛いに違いありません」とペティネリは言います。 海水の約XNUMX倍の塩分濃度の湖は生命を養うことができますが、濃度が海水の塩分濃度の約XNUMX倍に近づくと生命は存在しなくなります。

やっと見つけることができれば 火星上の生命 DNA の研究により、火星の生物が地球の生物に関連していることが示されれば、この発見は、生命の起源全般に関する私たちの見方に革命をもたらし、私たちの見方を純粋な地球から地球へとシフトさせる可能性があります。 火星のエイリアンが私たちの生活とは何の関係もなく、完全に独立して進化したことが研究によって示された場合、これは革命を意味する. これは、宇宙での生命は、地球に近い最初の惑星で独立して発生したため、一般的であることを示唆しています。