火星の表面下に塩分の多い湖を発見

2年前、惑星科学者たちは、火星の南極にある氷と塵の層の下に深く埋もれている、火星の地下湖の発見の可能性で騒然としていた。

現在、新たな研究により、その可能性にさらに重みが加わり、1つだけではなく、いくつかの汽水湖が存在することが示唆されている。

これらの帯水層は、非常に塩分を含んだ水ではあるが、火星で初めて知られている液体水の体を表しているだろう。準惑星ケレスの表面下にある湖のような最近の他の発見と合わせて考えると、液体の水が太陽系内に以前考えられていたよりも広く存在していることが明らかになってきた。

2018年、イタリアの研究者チームは、火星の南極帽の下に塩水がある証拠を発表しました：ESAのマーズエクスプレス探査機のレーダーサウンダーは、氷の下に異常に明るく反射するパッチを検出していました。これは、氷冠から溶けてその下に閉じ込められた、氷の表面から1キロ以上下にある、幅12マイル（20キロ）の液体水の湖である可能性があると、研究者たちは主張した。

地球上では、氷河の下にも同様の湖が形成されており、地上からの熱と氷河の圧力で氷の一部が溶けている。また、火星は寒すぎて氷河の下に純粋な水が液体の状態で残ることはできないが、氷点がはるかに低く塩分濃度が非常に高い場合には、このような状態になる可能性があるとチームは言う。このような塩辛い混合物は、岩石から溶け出した過塩素酸塩と呼ばれる塩類で満たされているのかもしれない。

しかし、それは画期的なケースではなかった。火星は地質学的にあまり活発ではないし、この惑星の内部がこの大きさの湖を作るための熱量を供給できるかどうかは明らかではなかった。

そして、イタリアの研究チームは9月28日に『Nature Astronomy』誌に発表された新しい研究で、彼らの主張を裏付けるものを発表した。

研究チームは、MARSIS（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding）と呼ばれる火星探査機「Mars Express」のレーダーサウンダーのデータに戻ってきた。今回、彼らは134個のレーダープロファイルのデータセットを分析したが、前回の研究では29個であったのに対し、今回は134個のレーダープロファイルを分析した。

彼らはまた、埋もれた地質学的特徴を画像化するために地球を周回する衛星によって使用されるレーダー技術を適応させるという新しいアプローチをもたらした。彼らの分析では、エリアがどれだけ明るいかだけでなく、信号の強さがどのように変化するか、反射面がどれだけ滑らかであるかを示すなど、他の指標にも注目している。これまでに、この方法はアンタルティカ、グリーンランド、カナダ北極で亜氷河湖を発見している。

今回の解析では、以前に発見された明るい領域のサウンディングデータを解析し、周辺の地域と比較することで、液体の水の存在を示唆する大きな違いが見られ、元の明るいパッチが本当に塩分を含んだ湖であるという証拠を強化することができた。

さらに、研究チームは、液体水の検出基準を満たしている、あるいはそれに近い小さな領域を発見し、それらが池やマッキーな堆積物であることを示唆した。

これらの地下の塩分濃度の高い湖は、現在の火星に生命が存在しうるかどうかという議論に、新しいニュアンスを与えている。極端な塩分含有量は、生命にとって好ましいものではなさそうだが、一部の研究者はそれが可能であると考えている。ハーバード大学とフロリダ工科大学の研究者のペアによる最近の論文では、火星や月の地下環境に生命が存在する可能性も取り上げられている。

ハーバード大学のアヴィ・ローブはプレスリリースで、「極親水性の生物は、氷点下の低い温度でも成長と繁殖が可能である」と述べている。「極地や深海など、地球上の恒久的に寒い場所に生息しており、月や火星にも存在しているかもしれない」

アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌に9月20日に発表された彼らの論文では、塩を加えなくても、液体の水が火星の数マイルの深さで可能であることを計算している。そして、それらの深さでの生命体は、上の岩からの圧迫圧力にさらされることになるだろうが、いくつかの既知の単細胞生物は、それを生き延びることができる。

一つ確かなことは、そのような生命体を実際に探索するには、現在我々が宇宙に送り込むことができるものをはるかに超える掘削技術が必要になるということだ。しかし、ローブとフロリダ工科大学の共著者マナスヴィ・リンガムは、NASAのアルテミスプログラムは、人類を月に帰還させることで、そのような地下探査への道を開く可能性があると書いている。それは、早ければ2024年から始まる。

Photo: "Mars"by Kevin M. Gill is licensed under CC BY 2.0