1976 年 7 月、パサデナのうだるような暑さの部屋で、バイキング マーズ チームのメンバーは、かさばるモノトーンのコンピューター モニターの周りに腰を下ろし、世界で最初に成功した火星探査着陸船からの最初のデータを緊張して待っていました。次の数週間で、バイキングの最初の生命検出実験のそれぞれが、印象的な特徴とともに戻ってきました。データが宇宙運用施設に戻ってくると、混合物が過熱されたときではなく、有機化合物が火星の土壌に加えられたときに二酸化炭素が放出されたことが明らかになりました.これは生命の痕跡であり、まさに地球での実験で起こったことです。土に水を加えると、地球と同じように酸素が放出されました。遠隔探査機は、生涯にわたってパンニングを行い、最初の 2 回の実験でその痕跡を発見しました。 3 番目の実験では、オーブンで食べ物を温めるように土を加熱しましたが、これらの結果はまちまちでした。
しかし、4 回目の実験で相反するデータがもたらされると、議論は激化しました。彼らが間違っていた場合、チームメンバーはそれを生き残ることはありません.あなたの顔に堂々とした笑みを浮かべて打ちのめすよりも、何でも良かった.しかし、見ている世界のほとんどの人には知られていないが、原始的なバイキング着陸船での4つの実験のうち3つは、微生物に対して陽性であると解釈され、地球上で何千回もチェックされたときと同じ結果が得られた.研究者のパトリシア・ストラットは、別のミッションスタッフであるギル・レビンに、「それが人生だ!」と言いました。
しかし、ジェームス・ラブロックが使用した種類のガスクロマトグラフと、分子のサイズを測定する精巧な装置である質量分析計を使用した 4 番目の実験では、火星に生命が存在しないことが示されました。これは驚くべき結果でした。有機物は、小惑星、彗星、流星、星間塵など、宇宙全体に存在します。それだけでなく、この実験は、火星の表面が有毒または自己不妊であることを示唆していました。ミッションの科学者たちは激しい議論を繰り広げ、NASA は最終的に注意を怠ることにしました。彼らは、惑星の土壌の強力な酸化剤のおかげで、表面は自己殺菌しているに違いないと結論付けました。バイキングは、不毛で風に吹かれた赤い惑星を発見し、そこにはクレーターが点在し、月のように冷たくて死んでいました.
何人かのミッション科学者は反対し、4 回目の実験は単に失敗しただけだと主張しました。レビンを含む活動家のグループは、NASA にバイキングの完全なデータを公開するよう促し、執筆と発言を行いました。 NASA の 2016 年のミッション 40 周年記念式典で、彼は電話を繰り返しました。彼は、火星探査機キュリオシティが複雑な有機物を発見すると予測し、実際に発見しました。 Curiosity によるメタン バーストの検出を見たとき、彼は、メタンの消失が紫外線によって引き起こされたものではないほど急速に起こったことを見たと私に語った。完璧な小さなエコサイクルのために。」
他の火星探査機は相反する結果をもたらしました。 2000 年代初頭の NASA のオポチュニティ ローバーとスピリット ローバーは、生物学者ではなく、地質学者とエンジニアによって設計および製造されたもので、そのレポートは私を含め、世界中の何百万人ものファンを興奮させました。水の証拠は、2008 年のフェニックス着陸船から得られたもので、そのカメラは冷たい鋼鉄の脚に透明な水滴を写し出しました。シミュレーションは、過塩素酸カルシウムの風に吹かれた粒子の周りに水が凝縮したことを示唆しました。これは、その特性により大気から水を除去することを可能にする塩タイプのミネラルであり、着陸によって表面の下の汚れた氷がかき混ぜられ、水滴が形成されて脚に溶けたことが示唆されました。 .ミシガン大学のミッション科学者であるニルトン・レンノ氏は、「地球上では、液体の水があるところならどこにでも微生物が生息している」と述べています。実際、地球上のこのような塩水には微生物が住んでいました。
逆説的に言えば、有望な火星の一部を探すのに最適な場所の 1 つは地球でした。南極の凍てついた白い大地を歩くと、小さな石の形をした火星のかけらが見えます。実際、毎年、火星から約 10 ポンド相当の岩石が地球に落下しています。大きな隕石が火星に衝突すると、岩の破片が小さな惑星の重力を超えて宇宙に飛び出します。その惑星の最も近い隣人である私たち自身のより大きな惑星は、地球の表面に落下し、南極などの不毛で氷に覆われた地域で最も簡単に見つかる岩石の一部をその重力が閉じ込めることに気付くでしょう。それらの信憑性は、岩の元の溶けたガラス状の物質である衝撃ガラスの化学分析によって決定されます。石のショック グラスに火星の大気とまったく同じ混合ガスが含まれている場合、それは多くの火星探査機で確認されていますが、それは火星からのものです。
1996 年に南極大陸で発見された有名な火星隕石 ALH 84001 の小さな波線は、NASA の研究者であるデイブ・マッケイと彼のチームに、微生物の化石を発見したと主張するように導きました。今日、ほとんどの人はそれをありそうもないと考えています。しかし、遥か昔、豊富な水が火星の海と川を流れていたことは確かであり、液体の鉱化された残骸が惑星全体にはっきりと見えていました。 1887 年に天文学者ルイジ スキャパレリが初期の望遠鏡で見た大地溝帯に付けた元の名前は canali でした 、イタリア語で「水路」を意味します (ただし、英語を話す研究者はそれを「運河」と誤って翻訳しました)。世紀の変わり目に、アリゾナで、パーシヴァル・ローウェルは、植生の季節変化を特徴とする活発な火星の川を垣間見たと思いました.実際、多くの探査機が火星の峡谷の朝霞を撮影しています。 ターザンの著者であるエドガー・ライス・バロウズは、ローウェルの主張を利用しています。 本、1920 年代と 30 年代の奇抜なシリーズを書いた Princess of Mars 何世代にもわたるアメリカの若者を冒険へと駆り立てた SF 小説。ローウェルが見たのは鏡の欠陥でした。バロウズがハリウッド女優のために妻と離婚したときに見たものは、世間にだまされやすい金鉱でした.
その後の NASA の探査機は、交絡する結果をもたらしました。 1960 年代のマリナー探査機は、火星の薄くて冷たい大気には純粋な液体の水が存在する可能性がないことを強く示唆していましたが、最後のオービターは太古の小川と海のベッドをはっきりと描写していました.
2010 年、火星探査機の画像を研究しているアリゾナ大学の学部生が、尾根の頂上で平行に走る断続的な暗い筋を発見し、季節的な流れのように消えていきました。 Lujendra Ojha が不可解な現象で気づいたことは、高解像度画像科学実験 (HiRISE) から得られました。染み出す暗い小川が数十の場所に現れました。興奮した Ojha は、HiRISE の観測結果と火星の鉱物マップを組み合わせました。分光計の観察では、いくつかの場所で水和塩が示されましたが、それは暗い特徴が現れて広がったときだけでした。 Ojha 氏とチームは、オービターのコンパクトな偵察用画像分光計を使用して、筋から反射する光を分析し、過塩素酸ナトリウムまたは過塩素酸マグネシウムの痕跡を検出しました。火星の水には天然の海水不凍液が含まれていました。
断続的な水と乾燥、太陽系最大の火山がある涼しい惑星を想像してみてください。巨大な湖には、北極海と同じ量の水が含まれており、三角州に大量の漂砂堆積物を堆積させる急流の川によって供給されています。それは初期の火星でした。硫黄のにおいがする、酸性の、海に覆われた惑星を想像してみてください。有毒な大気と高温の温室効果ガスがあり、酸素も放射線を遮断するオゾンもありません。この惑星は、彗星にぶつかり、火星サイズの惑星に激突し、十分な量の岩石を放出しました。巨大な月を形成し、惑星の表面を超高層ビルのような満潮に引き裂いた。初期地球へようこそ。
それと他の理由から、NASA の調査員であるスティーブン・ベナーと他の人々は、生命は火星で生まれ、噴出物によって地球に運ばれたと示唆しました。ヒューストンの NASA 図書館にある古いバイキングの写しを調べて、Benner は 40 年前の写しの中に貴重な手がかりを見つけ、暑い夜にデータが展開されたときに見たものを見つけました。彼が見つけたのは「大規模な混乱」だった、と彼は私に語った。古代の微生物の DNA を研究し、その遺伝子とタンパク質を復活させることで、ベナーは地球上の生命の起源と太陽系の生命の存在を結びつけようとしました。彼が一連の論文で指摘したように、火星は「温暖な気温と湿潤乾燥サイクル」を特徴としており、「私たちの種類の化学」のために RNA 構成要素を集中させることができると彼は述べた.
問題は、火星の生命や水に関する過去の多くの主張が非常に間違っていたことです。しかし、多くの古代の微生物は、地球上の同様の氷のようなアルカリ性の環境で繁栄していました.そのため、研究者は硫黄の洞窟、モリブデンとホウ酸塩を含むカムチャツカの温泉、イエローストーン国立公園、南極の塩水湖に急いで行きました。彼らが見つけたものは魅力的でした.
NASA の Chris McKay と Penelope Boston は、微生物の代謝と起源の兆候を求めて、地球上の遠く離れた極端な前哨基地を探している 2 人の研究者でした。元ニューメキシコ スクールの鉱業技術研究所の教授であり、2 人のサーカス トレーナーの娘だったボストンは、北極で微生物の研究を始め、その後、深い洞窟での探索に切り替えました。カリフォルニアのアリソン・マレーは、南極で極端な微生物を探しました。突然、キュリオシティの後、誰もが氷に覆われた湖や平野、または惑星の地表から何マイルも下にある人里離れた洞窟や鉱山に住むことができるものに興味を持ちました.ボストンが 30% と見積もっていた火星に微生物が存在する可能性は、現在、彼女の見解では増加している.敵対的な湖、洞窟、または鉱山環境に小さな生命体が存在する場合、ボストンは、微生物生命体が火星の地下に存在する可能性があると推論しました.
研究所の洞窟とカルスト研究プログラムのディレクター、およびニューメキシコ州の国立洞窟とカルスト研究所の共同創設者としてスタートしたボストンは、火星の主張を行い、火星地下の作成を支援し、彼女が始めた一連の議論をまとめました。火星での生活に懐疑的な NASA の意見を、重要な可能性として納得させます。彼女は非常に成功したので、2016 年に宇宙機関は彼女をカリフォルニア州モフェット フィールドにある宇宙生物学研究所の新しい所長に任命し、「私が大好きな科学を非常に高いレベルで導く手助けをする」刺激的な機会を彼女に与えたと彼女は私に語った.
ネバダ州から、砂漠研究所の生化学者アリソン・マレーは、ルイジアナ州立大学の地球物理学者ピーター・ドランに加わり、南極の氷に覆われた塩辛い湖の微生物と古代の気候を研究し、一緒に多種多様な古細菌とバクテリアを見つけました。南極のヴィダ湖から氷のコアを掘削したマレー氏は、「彼らはほとんどの時間を冬眠しているわけではありませんが、彼らはそこにいます」と述べています。塩水の下ではもっと暖かかったが、コア チューブが深いシンクから氷を運んできた.
その洞察は研究者をアメリカ西部に連れ戻し、そこでバークレーの生物学者ジル・バンフィールドは、コロラド川とアイアン・マウンテンの放棄されたカリフォルニア鉱山の水を研究しました。バンフィールドは、単一の有毒な鉱山廃棄物サイトでいくつかの新しい細菌門を発見しました。重要なのは、これらの奇妙で未知の微生物が生き残るために、他の生物の共同体に依存しているということでした。これは、研究室で栽培できるものが非常に少ない理由を説明するのに役立ちました.コロラド川近くの浅い帯水層で研究を行っていたバンフィールド氏のチームは、新しい技術を生物の発見に適用し、数十の新しいバクテリア門を発見し、生命の木に実質的な革命をもたらしました。バンフィールドのチームは、789 の生物を 35 の門に分割し、そのうち 28 は細菌ドメイン内で新たに発見されました。彼らは、生物の進化の歴史と 16S rRNA 遺伝子の類似性に基づいて分類しました。コードの少なくとも 75% が共通していたものは、同じ門に入りました。チームは、各レベルと各季節で大きく異なる共生種を発見しました。
2016 年の秋、バンフィールドのチームは、コロラド州の 1 つの帯水層から新しい細菌グループを発見しました。これは、惑星の既知の細菌グループの数を 2 倍にしたもので、大規模な地下の発見により、生命の木が再び修正されました。バンフィールドはまた、新生児集中治療室に彼女を連れて行き、乳児の腸の微生物コロニー形成を研究しました.彼女と、イエローストーン、チリのアタカマ砂漠、コロラド州とカリフォルニア州の廃坑、さらにはイルカの口の内部での研究は、Nature Microbiology で発表された新しい生命の木につながりました。;過去 15 年間で、これまで知られていなかった約 1000 種が追加されました。 Banfield の発見における 2 番目の驚きは、新しい細菌の多様性のほぼ半分が、共生のみで生きていると考えられている 1 つのグループに由来することでした。
その後、ノラ・ノフケは生命の火星探査に火をつけました。
バージニア州沿岸部の暑い夏の間、オールド ドミニオン大学のノラ ノフケ氏はゲイル クレーターから撮影されたキュリオシティ ローバーの写真を調べていました。ノフケは、微生物誘起堆積構造 (MISS) の第一人者でした。これは、彼女が海水の浅瀬にある微生物マットによって残された石のパターンを表す造語です。多くの人々は、古代の微生物によって堆積された堆積物のマウンドであるストロマトライトに精通していましたが、微生物の潮汐マットの重要性を理解している人はほとんどいませんでした. 30 年以上のキャリアの中で、Noffke は 5 つの大陸を旅し、ロールアップからリップル マーク、しわ構造まで、10 を超える典型的なマットの形状を研究および分類しました。マウンド状のストロマトライトは、オーストラリアとハワイ沖の浅瀬、およびカリブ海で観光地を作りました。ノフケは、オーストラリアの奥地で MISS を見つけました。事実上誰もそれらを見たことがなく、これまでのところ、地球上で最も古い生命の証拠の 1 つとしてランク付けされています。
2014 年の夏、NASA は、2020 年のローバーの着陸地点を選択するための会議で話すようノフケを招待しました。初期の地球と火星が類似していた場合、Noffke はグループに、おそらく微生物によって誘発された堆積物が地球上に保存されていたと述べた。聴衆の中で、カリフォルニア工科大学の地球化学者ケン・ファーリーが椅子に腰を下ろした。彼のチームは、キュリオシティがシャープ山への 22 キロメートルを移動するルート上の沿岸平原である火星のシープベッド層の古代の泥の中に構造物を発見したという論文を発表したばかりでした。会議の後、ファーリーはノフケに画像を送り、彼女の考えを尋ねました。彼女は、キュリオシティが羊のベッドにいた火星の日であるソル 126 に撮影された写真を調べました。彼女の心臓は跳ねた。画像はおなじみのように見えました。彼女は微生物の構造がいたるところに見られるという危険な傾向を知っていました。 「仮説論文を提出して、人々の意見を見てみましょう」と彼女は考えました。
2015 年 1 月、彼女が火星に微生物の生命の兆候を示唆する論文を発表したとき、キュリオシティ チームは強く反応しました。ノフケは「空の雲」に相当するものを見ていました、とある科学者は言いました。チームは、Noffke の主張に反論する Web サイトを作成しました。
2014 年のメタン バーストは、キュリオシティからの汚染であった可能性があります。しかし、メタンは、古細菌のような微生物によって生成される特徴的なガスでもあります。その後、2015 年にマーズ リコネサンス オービターによって、氷点下の温度でヘイル クレーター周辺の斜面を流れる塩水が過塩素酸塩によって液体に保たれていることが観測されました。
恨みが増した。 Curiosity チームは、彼女の地質学が間違っていたと述べました。ノフケは答えた。 「現在は浸食された丘の中腹ですが、かつては湖であり、まったく異なる古環境にありました。彼らはそれが編みこみの川だと言います。それは単に真実ではありません。曲がりくねった川系から離れた丘の中腹です。まさに地球上に微生物マットがある場所、そのような場所です!」
この問題を解決する唯一の方法は、人を火星に送ることでした。大きな問題は、彼らが地球に戻ることができるように、火星の表面から離陸するのに十分な燃料を運ぶことでした.そのため、最初のステップは、ビル・ナイが主宰する惑星協会によって提案されているように、火星の周りの軌道にいる人間である可能性が高い.さらに詳しく見ると、NASA は 2030 年代には早くも人間を火星に送ることを計画していましたが、2020 年に着陸する予定のヨーロッパとロシアの ExoMars ミッションは、その場所に湖底を選択することでした.
ゲイルクレーター盆地における古代の微生物活動のさらなる証拠は、オレゴン大学からもたらされ、地質学者のグレッグ・レタラックは、嫌気性バクテリアによって無酸素環境でのみ生成される可能性のある土壌の高レベルの硫酸塩に注目しました.レタラック氏は地質学で、キュリオシティの写真に写っている「小胞構造」または泡のいくつかは、地球上の微生物が雨の後に生成したものに似ていると書いています。 .ノフケは高額の科学を経験したことや、地球外生命体に対する世間の関心に打ちのめされたと感じていた。彼女の論文は単なる仮説であり、本格的な議論や主張ではなく、好奇心の反応の敵意は彼女を驚かせました.しかし、Curiosity チームは、最初のメタン バーストが検出されたのとまったく同じ季節に、メタン バーストの場所に戻るための新しい旅程を作成しました。おそらくそれは、私のような Twitter や Instagram のフォロワーを含む人気のあるベースにとって、研究がいかに重要になってきているかを何よりも示していた.
そのため、研究者とファンは、2016 年の秋に火星周回軌道に飛び込み、テスト ローバーの降下の準備をする欧州宇宙機関の探査機スキャパレリを熱心に追跡しました。 2016 年 10 月 19 日に、スキャパレリ テスト着陸船は軌道上の親ユニットによって監視され、子午線平原地域に降下しました。パラシュートは 12 キロメートル上空で展開し、7.8 キロメートルで熱シールドが計画どおりに解放されました。その後、慣性測定でエラーが発生しました。データが飽和状態になり、推定高度が地表より低くなったために 1 秒長く実行されました。 1 秒の誤差により、2 番目のパラシュートが発砲するのが早すぎ、ブレーキ スラスターも発火し、ダミー ランダーが激しく墜落して崩壊しました。残骸は、NASA のマーズ リコネサンス オービターから見ることができました。
テストはひどくがっかりしましたが、それはテストに過ぎませんでした。欧州宇宙機関は、2020 年に火星に戻る予定です。
テッド・アントンは、デポール大学の英語教授です。彼は の著者です The Longevity Seekers のために執筆 シカゴ 雑誌、 シカゴ トリビューン、および 週刊出版社。
許可を得て転載 微生物の惑星 テッド アントン著、© 2017 by the University of Chicago Press.無断複写・転載を禁じます。
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