火星ジェゾーロクレーターで明かされた複雑な水活動の痕跡――パーサヴィアランス・ローバーが記録した古代火星の履歴
パーサヴィアランス・ローバーが2023年9月にジェゾーロクレーターの「マージン・ユニット」に到達した際、科学者たちが期待していたのは過去の微生物生命を保存する堆積岩だった。ところが実際に発見されたのは、通常は地下のマグマまたは火山活動によって形成されるかんらん石に富む火成岩だった。この予想外の地質構成が、古代火星における複雑な水との相互作用の記録を秘めていたのである。
パーサヴィアランス・ローバーに搭載されたスーパーカム（SuperCam）により、マージン・ユニット全域で185を超える岩盤の対象が分析された。反射光に基づいて地質的特徴の鉱物組成を特定するスーパーカムの観測から、岩石が3度にわたって水と相互作用したことが判明した。Communications Earth & Environment誌に報告されたこの研究は、パーデュー大学の主任研究者キャンディス・ベッドフォードが率いた。
高所と低地で異なる風化の足跡
標高約2,350メートルの高地では、かんらん石に富む岩石が水露出による有意な変質を受けないまま、ゆっくり冷却された独特の組織と化学組成を保有していた。しかし約265メートル低い古代湖が存在したと考えられる地点では、岩石と水の相互作用の痕跡が顕著になる。ネレトヴァ・ヴァリス（Neretva Vallis）やウェスタン・ファンなど、かつてジェゾーロクレーターへ水を運び込んだ乾いた河川流域に近い湖底領域では、かんらん石の結晶が破砕され、その間にシリカが存在する物理的な再加工の形跡が見られた。
3段階の水変質の歴史
研究チームが明らかにした3つの変質期間の順序は、以下の通りである。
最初の段階では、中性またはCO2に富む地下水が岩盤を循環し、かんらん石と反応して炭酸塩の尾根を生じさせた。これらの尾根は低標高地の割れ目に沿って走り、周囲の柔らかい岩が侵食されると露出した。
次の段階では、マージン・ユニットが古代湖か地下水の変化のいずれかに露出され、その痕跡が刻まれた。ハワイ大学マノア校の惑星科学者エレニ・ラヴァニスによれば、マージン・ユニットの岩石の一部に含まれるシリカは、かんらん石を炭酸塩に転化させる過程で生じ、水面下に位置していた岩石ではより多くのシリカが観察されるという。
最後の段階では、より高温の水がより新しい割れ目を通じて流れ、ユニット東部に厚さ約25センチのフッ化物を含む硫酸塩鉱脈を形成した。フッ化物は通常、火山岩を循環する高温水によって形成されることから、この地域が熱水活動を経験したことを示唆している。
水がかんらん石に富む鉱物と相互作用する際、反応は微生物が栄養とする水素を放出する。この反応は炭酸塩とシリカの両方を残す。これらの鉱物は微生物の痕跡を保存することで知られており、バイオシグネチャー探索に重要である。
ベッドフォードは「火星のローバーとともに10年間働いていると、火星は常に驚きをもたらすものだと学べる。軌道観測データから期待される通りであることは極めて稀だ」と述べた。ジェゾーロクレーターが最大級の炭酸塩露出地の一つに位置することから、マージン・ユニットで得られた知見は同クレーター を超えた広範な意義を持つ。
出典: Universe Today
