過去数十年にわたって、私たちが現在行っている火星の研究により、この惑星に関するいくつかの非常に魅力的なことが明らかになりました。 1960年代と70年代前半には、 マリナー 探査機は、火星が生命を欠いている可能性が最も高い乾燥した極寒の惑星であることを明らかにしました。しかし、地球に対する理解が深まるにつれ、かつて火星には、生命を支えることができた、より暖かく、より湿った環境があったことが知られるようになりました。
これが今度は複数のミッションに影響を与え、その目的はこの過去の人生の証拠を見つけることでした。ただし、この検索で重要な質問は、どこを探し、何を探すかです。カンザス大学の研究者が率いる新しい研究で、国際的な科学者のチームは、将来のミッションはバナジウムを探すべきだと勧告しました。彼らが主張するこのまれな要素は、生命の化石化した証拠への道を示すかもしれない。
彼らの研究は、「微化石中のバナジウムのイメージング：新しい潜在的なバイオシグネチャー」と題され、最近科学ジャーナルに掲載されました 宇宙生物学。 カンザス大学の地質学の准教授であるクレイグPマーシャルが率いる国際チームには、アルゴンヌ国立研究所、サウジアラムコの地質技術サービス部門、リエージュ大学、シドニー大学のメンバーが含まれていました。
明確に言うと、火星のような惑星で生命の兆候を見つけることは簡単な仕事ではありません。クレイグ・マーシャルがカンザス大学のプレスリリースで指摘したように：
「地球上でこの微化石の古代の堆積岩を見ていると、さらに火星でもそうだとしたら、あなたの仕事はうまくいきました。地球上では、岩石は35億年前から存在しており、地殻変動による衝突と再編成により、岩石に多くのストレスと圧力がかかりました。また、これらの岩は埋められる可能性があり、温度は深度とともに上昇します。」
彼らの論文では、マーシャルと彼の同僚は、NASAのようなミッションが 火星2020 ローバー、ESAの ExoMars 2020 探査機、および他の提案された地上ミッションは、ラマン分光法とバナジウムの探索を組み合わせて、化石化した生命の証拠を見つけることができます。地球上では、この元素は生物学的有機物質のゆっくりとした崩壊によって形成された原油、アスファルト、および黒色頁岩に含まれています。
さらに、古生物学者や宇宙生物学者は、ラマン分光法（サンプルの細胞成分を明らかにする手法）を火星で使用して、生命の兆候を探してきました。この点で、バナジウムの添加は、研究中のサンプル中の有機生命体の存在を確認するためのバイオシグネチャーとして機能する材料を提供します。マーシャルが説明したように：
「人々が言うには、それが生命のように見え、炭素のラマン信号があれば、私たちは生命を持っています。しかし、もちろん、他のプロセス（熱水噴出孔など）で作られた炭素質材料が存在する可能性があることもわかっています。これは、炭素信号もある微化石のように見えることと一致しています。人々はまた、微化石のように見えるまったく同じ炭素構造を人工的に作ります。そのため、形態学とラマン分光法のみに基づいた生命があるかどうかを判断するのが本当に困難な状況に陥っています。」
マーシャルと彼の共著者が生命の兆候を探すためにバナジウムを使用することを提唱したのはこれが初めてではありません。これは、2015年にAstrobiology Science Conferenceで発表されたプレゼンテーションの主題でした。さらに、マーシャルと彼のチームは、すでにNASAの一部である機器を使用してこの手法を実行できることを強調しています。 火星2020 ミッション。
彼らが提案する方法は、元素組成を調べる蛍光X線顕微鏡として知られる新しい技術も必要とします。この技術をテストするために、チームは熱的に改変された有機壁の微化石を調査しました。彼らのデータから、彼らは起源が疑いなく有機的であった微化石内に微量のバナジウムが存在することを確認しました。
「私たちは、保存された古代の生物学を調べていることに疑いの余地がない微化石の概念実証を行うために、筆者をテストしました」とマーシャル氏は語った。 「私たちが考えるこの微化石の時代はデボン紀です。これらの男は水生微生物です。細菌よりも真核細胞である微細藻類であると考えられています。シアノバクテリアの材料に期待されるバナジウムの含有量が見つかりました。」
彼らは、これらの微化石化した生命の一部は、数十億年前の火星に存在していたかもしれない生命の種類とおそらくそれほど区別されていないと主張します。他の科学的研究も、バナジウムは、熱と圧力によって引き起こされる変換プロセス（すなわち、続成変質）を受けている生物からの有機化合物（クロロフィルなど）の結果であることを示しています。
言い換えれば、生き物が死んで堆積物に埋められた後、バナジウムはますます岩の層の下に埋められた結果、すなわち化石化した結果として遺体に形成されます。または、マーシャルがそれを説明したように：
「バナジウムは、クロロフィル分子内で複雑になります。クロロフィルは通常、中央にマグネシウムを持っています—埋葬の下では、バナジウムがマグネシウムに取って代わります。クロロフィル分子は炭素質材料内に絡み合い、バナジウムを保護します。ガレージにロープを保管していて、それを片付ける前に包んで、次回必要になったときに解くことができるようなものです。しかし、時間の経過とともにガレージの床が絡まり、物事がそれに巻き込まれます。ロープを強く振っても出てこない。それはもつれた混乱です。同様に、炭素質の材料を見ると、炭素のシートの絡み合った混乱があり、バナジウムが混入しています。」
この作業は、オーストラリアのシンクロトロンとアルゴンヌ国立研究所のAdvanced Photon Sourceからの追加のサポートを得て、細胞外生命のバイオシグネチャーを見つけることを目指す研究を後援するARC International Research Grant（IREX）によってサポートされました。マーシャルと彼の同僚は、炭素質材料を研究するためにラマン分光法を使用することを含むさらなる研究を行うことを楽しみにしています。
現在、彼らの研究は欧州宇宙機関の興味を引いているようです。ハマンエドワーズもラマン分光法を使用して研究を行っており（その作業はARCの助成金によってサポートされています）、ESAの火星探査チームの一部であり、 ExoMars 2020 ローバー。しかし、マーシャルが指摘したように、チームはNASAが彼らの研究を検討することも期待しています：
「うまくいけば、NASAの誰かが論文を読んでくれます。興味深いことに、宇宙探査機のX線分光計の主任研究員である科学者たちは、これをPIXLと呼んでいます。これは、KU時代以前はマッコーリー大学で最初の大学院生でした。私は彼女に紙に電子メールを送って、「これは興味深いかもしれない」と言うと思います。」
次の10年は、火星への探査ミッションにとって非常に縁起の良い時期になると予想されます。複数の探査機が表面を探索し、生命のとらえどころのない証拠を見つけようとしています。これらのミッションは、宇宙飛行士が歴史上初めて赤い惑星の表面に着陸するのを見る、2030年代までに火星へのNASAの乗組員のミッションへの道を開くのにも役立ちます。
実際、これらのミッションが生命の証拠を見つけた場合、それは火星へのすべての将来のミッションに大きな影響を与えるでしょう。また、人類自身の知覚に計り知れない影響を与えることになるでしょう。ついに、数十億年前に地球だけで生命が誕生したわけではないことを知っていたのです。
