メタン、生命、または火山は何を生み出していますか?

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画像クレジット:ESA
生命を示唆するものと考えられている、別の惑星のメタンの大気は、リモートセンシングと望遠鏡スペクトログラフを使用して居住可能な条件を検出するための4つの最良の候補の1つと考えられています。メタンは生物学的プロセスと非生物学的プロセスの両方で生成される可能性がありますが、非生物学的手段によっても分解されるため、高濃度の場合、メタンを補給するための供給源が必要と解釈されます。代謝がその原因である場合、定常状態の生態系のいくつかの前提条件が機能している可能性があります。

地球上には、生命の存在と居住条件に関連する4つのガスがあります。水蒸気、二酸化炭素、メタン、分子状酸素(O2、またはその代理、オゾンO3)です。水は私たちが今日理解しているすべての生物学に不可欠ですが、二酸化炭素と酸素の交換は、光合成と通気性のある世界のための集合呼吸器を構成します。今日の火星の支配的なガスは二酸化炭素です。

メタンには、その生息のためにこのガスの消費を必要とするいくつかのメタン生成生物があります。メタン生成は二酸化炭素をメタンに変換します。強い化学反応は火星表面でメタンを急速に破壊(酸化)するため、今日メタンが見つかった場合、活発な生物学の手掛かりとなる補充が必要です。このような生合成は、化石が見えない標本でもユビキタスな生命のサインを残します。

Goddard Space Flight CenterのMichael J. Mummaは、最近の惑星会議[DPS]のポスターで、2つの地上赤外線望遠鏡の両方を使用したメタンの予備調査で興味深いものが見つかったと最初に報告しました。彼の調査は、火星の大気におけるメタンのスペクトル線であるかもしれないものの興味深い兆候を明らかにしました。

これらのヒントは現在、ヨーロッパのオービターであるMars Expressによって確認されています。プラネタリーフーリエスペクトロメーター(PFS)と呼ばれる装置を使用して、Nature誌で報告された研究は、メタンの特徴的なスペクトルフィンガープリントを特定しました。 「10億分の10の濃度でメタンを検出しました」と、ローマの惑星間宇宙物理研究所のヴィットリオフォルミザーノとPFSチームの主任研究者は述べました。

現在の火星の大気は地球よりも99%薄いです。表面温度は平均して-64 F(-53 C)ですが、極夜の零下200から赤道近くの正午のピークでの80 F(27 C)の間で変化します。火星の全体像は、時々陸上で南極の乾燥地域と比較され、より寒いだけです。

炭素、窒素、およびメタンは、火星を現在の住みにくい状態からより温かく、微生物に優しい惑星に維持または変換するために必要なもののガス状の前駆物質です。研究者は、メタンは火星の大気中に300年未満存続できると信じているため、発見したメタンは、たとえば、メタン生成細菌によって生成された最近の生物学的プロセスから発生したと考えられます。この密接な関係により、メトネには沼地ガスというあまり科学的でない名前が付けられました。

European Mars Expressミッションでは、火星の大気中のメタンを検出できます。火星急行プロジェクトの科学者であるアグスティンチカロが言ったように、これらの調査は、惑星の北がなぜ滑らかで南が険しいのか、タルシスとエリュシウムのマウンドがどのように隆起したのか、そして今日の火星に活火山が存在するのかについての手掛かりを与えます。」

火星のメタンやその他の温室効果ガスの歴史を理解しようとすることにはいくつかの問題があります。火星には、温室効果ガスである大量のCO2に直接リンクしている最初の10億年からの大きな石灰岩堆積物の証拠はありません。

メタンは、火山の噴火によって自然に生成されるか、原始的な生命によって生成される可能性があるので、有機残骸が原始火星をかつて維持していたかどうかを突き止めるには、パズルの欠片になるかもしれません。火星での活発な火山活動の最後の期間は、メタンが今日の火星の大気中で生き残ることができる最後の300年のかなり前です。バッファロー大学の火山学者、トレーシーグレッグはAstrobiology Magazineに次のように語っています。「これまでに発見された最年少の地表活動(おそらく100万年前で、かなり若いと考えられ、火星ではおそらく「活動的」)は、どんな種類の大きな火山構造もありません。」火星の巨大な火山であるモンスオリンパスは、1億年前まで活動していました。

以前の観測では、メタン濃度が50〜70百万分の1と推測されていました。MarsExpressが10億分の10と検出したものではありません。この低レベルは生物圏を示唆する地球規模のパターンを維持する可能性は低いですが、メタンに地下ソースがある場合、地域の生態系をサポートする可能性があります。最終濃度がどうであろうと、不安定な大気におけるその出現は、火星の生物圏の謎を解明するために重要になっています。火星のメタン経済の最も頻繁に言及される例は、メタンに富む生化学、または好気性メタン生成菌の深い生物圏に集中しています。

元のソース:Astrobiology Magazine

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