深海ミッションで地球外生命体の発見に不可欠な知識が明らかになる可能性

May 10, 2023

新しいミッションでは、太陽系を理解するために深海を探索します。

生命は、はるか昔に浸透した水中の煙突から出現した可能性があります。 それが本当なら、木星の衛星エウロパや土星の衛星エンケラドゥスのような太陽系の海洋世界でも同様の設定があれば、地球外生命体が誕生した可能性がある。

この煙突を熱水噴出孔といいます。 奇跡的に、極限環境でも生命は存在します（そして繁栄さえします）。 数十年にわたり、科学者たちはそれらについて驚くべき発見をしてきました。 新しいプロジェクトでは、実験室を海に持ち込むことで、これまでにない方法でこれらの噴出孔を研究できるようになるかもしれません。

InVADER (In-situ Vent Analysis Divebot for Exobiology Research) の略称は、最終的に熱水噴出孔が地球上で生命が誕生した場所であるかどうかを明らかにすることを目的としています。 同社のレーザー技術を海底に導入することで、測定をより速く、より安価に、そしてある意味ではより正確に行うことができます。

以前は、科学者は地元の環境からサンプルを採取し、海を越えて研究室まで運ぶ必要があり、その間、時間と距離によってサンプルが変化する可能性がありました。

「InVADER は本質的に、岩石をスキャンでき、生物多様性を分析でき、煙突から出てくる液体も分析できる初のレーザー センサーです」と地球外知的探査 (SETI) のパブロ・ソブロン氏は述べています。研究所の研究員であり、InVADER プロジェクトのリーダーであると Inverse に語ります。

ソブロンは現在、E/V ノーチラス号に乗って海上で InVADER の機器を検証しています。 太平洋上でのこの初のミッションが完了すると、InVADER はオレゴン州沖の既知の熱水噴出孔付近で 1 年間毎日現地観測を行う準備が整うとソブロン氏は述べています。

InVADER ミッションの重要な部分を占める Laser Divebot。

ほぼ半世紀前、アルビンと呼ばれるロボット小型潜水艦が、太平洋の水面下 8,000 フィート以上で奇妙なものを発見しました。 その僚機であるアンガス号が、航行中の極寒の深海で温度が急激に上昇したことに気づいたとき、科学者たちはアンガス号の写真をチェックした。 彼らは、不毛の海底で、これまで発見されていなかった熱源の近くに生命があふれているように見えることに衝撃を受けました。 アルビンが調査に近づくにつれ、3 人の乗組員が最初の熱水噴出孔を発見することになりました。

熱水噴出孔は、水がプレート断層線近くの亀裂に深く入り込み、過熱するときに形成されます。 海の重みが上にあるため、熱水は沸騰することができません。 その代わりに、それはうねりながら外側に広がり、周囲のほとんど凍りつくような水の衝撃を受けて、さまざまな鉱物を放出し、それが沈殿して通気口を成長させます。通気口は、ワックスが溶けた高いろうそくのように見えます。

1977 年の重要な発見以来、研究者らはロボット ハサミを使って煙突環境から大貝や管状虫などの生物学的サンプルを採取し、研究室で分析できるようにしてきました。

1980年、コリーン・カバノーは、細菌がチューブワームの腸内に生息しており、そこで熱水噴出孔の副産物をチューブワームの餌に変えていたことを発見した。 しかし、ソブロン氏の言うところの通気孔の「熱いスープ」は依然として大きな謎だ。 通気孔内にはマイクロチャネルと呼ばれる細い管があり、そこに生命が非常に早く定着し、科学者は顕微鏡でサンプルを観察することでそれを知っている、と彼は言う。

しかし、海にはどこにでも生命が存在しており、噴出孔が深い青色の海にすでに存在する生命を引き寄せているのか、それとも噴出孔にかつて生命が自然発生した可能性のある条件があるのか​​は不明です。

地球上の生命の起源について噴出孔が明らかにするものは、いくつかの太陽系衛星の氷の殻の下深くにある地下海洋に対する私たちの認識を変える可能性があります。 木星の衛星エウロパは、地球外生命体の有力な候補の一つであり、その撹拌する地下海は、その下の岩石層と接しており、そこに噴出口が存在する可能性がある。 土星の衛星エンケラドゥスには塩水が豊富にあり、一連の間欠泉が蒸気プルームとして噴き出します。

土星の衛星タイタンには、地下に海があるだけでなく、液体の塊とかすんだ大気も存在します。 木星の衛星ガニメデは、太陽系で最大かつ最も堅牢な衛星であり、生命体を有害な放射線から守るのに役立つ地球上の機能である独自の磁気圏さえ誇っています。

もし生命がかつて地球の熱水噴出孔から自然発生的に出現したとしたら、おそらく、これらの太陽系衛星の氷の外面の奥深くに埋もれた地下海洋に出現した可能性があります。 もしかしたら、生命のレシピは地球だけのものではないのかもしれません。

地球の熱水噴出孔の周囲の生命の図。

InVADER の大きな利点は、知識のギャップを埋めることができることです。 このシーラボの継続的な測定は、より短いタイムスケールで何が起こっているかを明らかにし、他の定期的または散発的な分析では見逃した可能性のある何が起こっているのかを把握するのに役立ちます。

「一度に何ヶ月も何年も煙突を監視するカメラがあります。私たちはそれを知っています。もちろん、生物調査や特定の現場機器を使った化学調査は行われてきましたが、それは一度しか行われていません」測定間隔を何年にもわたって、1 回または 2 回測定しました」とソブロン氏は言います。

「それで、私たちに欠けているのは、日次ベース、週次ベース、月次ベースでの、この動態、ダイナミクスの変化は何かということです。（2024年には）それが初めてです。基本的に1年以上、毎日通気口で研究室のような分析を行うことができるようになるでしょう。」

これらの煙突について私たちが知っていることはすべてですが、不明な点もたくさんあります。 これは、極限状態での生活の場合に特に当てはまります。 しかし、エウロパやエンケラドゥスのような海洋世界で見られる可能性のある極端な状況を考えると、私たちは地球外生命体の追跡のほんの始まりにすぎません。