火星に『バスタブの輪ジミ』発見! 表面の3分の1を覆う太古の海の証拠

この研究を率いたのはカリフォルニア工科大学(Caltech)で研究をおこなっていた惑星地質学者アブダラ・ザキ博士。成果は2026年4月15日、学術誌Natureに掲載された。火星に海があったのではないか――この問いは何十年も前から科学者たちを悩ませてきた。今回の研究は、これまでとまったく違う角度から、その問いに一つの手がかりを差し出した。

火星北半球で見つかった『輪ジミ』の正体

お風呂に水をはって、しばらく経ってから抜くと、水が溜まっていた高さに薄い輪のような跡が残る。この何気ないサインが、今回の火星研究の発想の原点になった。水そのものが消えても、水位の跡だけは残る。だとすれば、水がとっくに失われた火星でも、かつての「水位の跡」を探せば海の有無を追えるのではないか、というわけだ。

地球の海岸にも、似た構造がある。海面のすぐ下に広がる、なだらかで平らな帯状の土地だ。専門的には大陸棚や海岸平野と呼ばれ、海岸線に沿って幅広く横たわっている。太平洋のまわりをぐるっと囲む浅い海底は、その代表例にあたる。こうした棚は、海水面が数千年単位で上下しても、いったんできあがると地質学的な長い時間その場に残り続ける。海面そのものよりも、はるかに「息の長い」痕跡なのだ。ザキ博士のチームは、この長持ちする輪ジミにこそ注目した。

チームが解析したのは、火星を周回する探査機がレーザー高度計(MOLA)で集めてきた膨大な地形データだ。その中から、火星の北半球に大陸棚を思わせる広大な平坦ゾーンを突き止めた。そこは「火星の海面」に相当する基準面から、およそ1,800〜3,800メートル下に横たわっていた。

火星表面の3分の1を覆っていた海

この地形が示す海の広さは、かつて火星表面の3分の1を覆っていた計算になる。火星の直径は地球のおよそ半分ほどしかないので、惑星全体から見れば「海の星」と呼んでも大げさではないほどの規模だ。北半球がまるごと、青くたたえた水の下に沈んでいた光景を想像すると、今の赤茶けた砂漠のイメージとはまるで結びつかない。

しかも、これほど広い平坦地は一晩ではできない。海岸線を絶えず削り、土砂を運んで積み上げ、何度も水位を上下させて、初めて形づくられる地形だ。つまり火星の海は「ちょっとあった」では済まされず、何百万年もの単位で安定して存在した必要がある。水がすぐに蒸発したり凍りついたりしていたら、こんな広い棚は残らない。棚の存在は、単に水があったことだけでなく、それが長期間にわたって腰を据えていたことまで物語っている。

決め手のひとつになったのが、川の河口地形だ。川が海に流れ込む場所には、泥や砂が扇のように広がる三角州、つまりデルタができる。火星の北半球のあちこちに確認されているデルタ状の地形が、ザキ博士たちが見つけた「バスタブの輪ジミ」とほぼ同じ高さにそろっていた。標高がそろうということは、それらが同じ海面を基準にしてできた可能性が高い、ということを意味する。これまで「川の跡」と「海の跡」は別々に語られてきたが、今回の研究はその二つを、同じ地形の上でひとつに結びつけた。

地球の海を『水抜き』してから火星を調べた

火星の海を探す研究は、実は何十年も前から続けられてきた。これまでのカギは海岸線の探索だった。海面があった場所には、砂浜や崖のような形が残るはずだと考えられてきたのだ。

ところが、話は簡単ではなかった。火星で見つかっていた海岸線らしき地形は、高さがバラバラだったのである。地球の海岸線なら、世界中どこでも同じ海面の高さにそろうはずだ。ところが火星の候補地形は、場所ごとに標高が数百メートルもズレていた。これでは「ひとつの海」があったとは言い切れない。この食い違いが、長らく「火星に海はあったのか」という議論を宙ぶらりんにしてきた。

そこでザキ博士たちは、発想を逆転させた。火星の海岸線を直接探すのをやめ、地球の海をすべて抜いたらどんな地形が残るのかを先に調べたのだ。プールの水を抜いて底のタイルを観察するように、まず「答えを知っている地球」で棚の姿を確かめ、その特徴を火星に当てはめる。分析の結果、海面そのものは時代によって上下しても、大陸棚や海岸平野の形はかなり長い時間ほとんど変わらないことが確かめられた。だからこそ、海面の痕跡が失われていても、棚の跡さえ見つかれば、そこに安定した海があった証拠になる。

この目線で火星の地形データを読み直すと、地球の大陸棚の特徴とそっくりの平坦ゾーンが、火星の北半球に広がっていることが見えてきた。幅も、平坦さも、傾きも、地球の棚と同じ統計的な範囲に収まっていたという。海岸線そのものを探して標高のバラツキに悩まされる代わりに、「棚」というより長持ちする特徴に着目を切り替えたことで、これまでの行き詰まりを回り込んだ格好だ。同じ火星の地形データでも、どんな問いを立てて眺めるかで、見えてくる答えがまるで変わる。この研究は、そのことをよく示している。

研究を支えた二人の専門家

この研究の中心にいたザキ博士は、成果を出した当時カリフォルニア工科大学に在籍していた惑星地質学者で、その後テキサス大学オースティン校へ移っている。ニュースによっては所属が大学ごとに違って見えるのはこのためだが、研究そのものはCaltechを拠点に進められたものだ。共著者には、同じくカリフォルニア工科大学の地質学教授マイケル・ラム博士が名を連ねる。

ラム博士は、地球の三角州や河川の地形を長年研究してきた専門家だ。その知見が、火星の衛星データに新しい視点を与えた。地球の海岸を理解するために磨かれた道具を、そのまま惑星スケールに持ち出した、と言い換えてもいい。「火星に海があったか」という宇宙規模の問いに、地球の泥と川の知識で答えを出そうとしたところに、この研究のユニークさがある。

ザキ博士は取材に対し、「もし海があったなら、そこには必ず海岸の棚があったはずだ」という趣旨のコメントを残している。海があるなら棚がある――一見あたりまえのこの論理を、火星の地形データで丁寧に裏づけたのが今回の仕事だ。そしてラム博士は、仮に火星に海があったとしても、それは「はるか昔、おそらく数十億年前に干上がった」だろうと述べている。あくまで大昔の、失われた海の話なのだ。

海岸の地層に眠るかもしれない生命の痕跡

海が何百万年も続いたとなれば、次に気になるのは生命だ。地球の海岸の堆積物には、陸から流れ込んだ生き物の遺骸や微生物が、化石として取り込まれている。海岸は、陸の情報と海の情報が同時に記録される、天然のタイムカプセルなのだ。

火星でも同じことが起きていた可能性がある。もし昔の火星に生命がいたなら、今回見つかった海岸棚の堆積層に、その痕跡が残っているかもしれない――研究チームはそう指摘する。つまりこの平坦ゾーンは、火星生命の痕跡を探すうえで、これまで注目されてきた湖や川の跡に並ぶ、新たな有力候補になりうるということだ。

ただし、すべてがすっきり解けたわけではない。ザキ博士自身が、「火星の海岸棚を形づくったものが何なのか、という問いはまだ残っている」と認めている。しかもこの問題は火星に限らない。「地球でさえ、海岸棚がどう形成されるのかについて、決定的な答えはまだない」と博士は続ける。波の力なのか、地殻の動きなのか、要因が複雑にからみ合っていて、単純な説明が難しいのだ。ふだん何気なく眺めている地球の海岸線すら、科学者にとっては完全には解けていない。ここは、勇み足で「火星に海があったと確定した」と言い切らず、あくまで有力な証拠が一つ増えた段階だと受け止めるのが正確だろう。

探査計画とこれからの火星研究

今回の発見は、将来の火星探査機がどこに降り立つかにも影響しそうだ。これまで火星の水の証拠は、湖の跡や川の跡といった、比較的小さな地形を手がかりに集められてきた。たとえば火星のゲールクレーターでは、NASAのキュリオシティ探査車が、かつて湖の底だったとみられる地層を丹念に調べてきた。生命探しの中心も、湖の跡とされるジェゼロクレーターなどに置かれ、パーサヴィアランス探査車がそこで岩石サンプルを採取している。今回の研究が示す「惑星規模の海」は、こうした点在する水の証拠を、もっと大きな一枚の絵の中に位置づけ直す可能性を持っている。もし北半球の平坦ゾーンが本当に海岸線だったのなら、そこは堆積物の宝庫ということになり、次の着陸候補地として浮上してくるかもしれない。

もっとも、採取したサンプルを地球に持ち帰る計画(マーズ・サンプル・リターン)は、予算の問題で見直しが続いており、いつ・どうやって実現するのかは不透明なままだ。だから「棚のサンプルを持ち帰って調べれば生命の謎が解ける」と話を急ぎすぎるのは禁物で、そこは慎重に見ておきたい。

個人的にこの研究がおもしろいと感じるのは、「答えを知っている場所から、答えを知らない場所を照らす」という発想の鮮やかさだ。火星を直接見つめても答えが出なかった問いに、地球の海岸という足元の知識を持ち出すことで光を当てた。宇宙の謎を解く鍵が、遠い惑星ではなく、私たちの住む地球のありふれた海辺に隠れていた――そう考えると、赤い星を見上げる目が少しだけ変わる。火星はただの赤い砂漠ではなく、かつて青い海を抱えた星だったのかもしれない。その姿を、私たちはようやく地球の物差しで測りはじめたところなのだ。

かつて青い海をたたえていたかもしれない赤い星。その水がどこへ消えたのか、そこに生命はいたのか――大きな問いは、まだほとんど手つかずのまま残されている。だからこそ、この先の観測や探査で少しずつ答えが埋まっていくのを追いかけるのは、きっと楽しい。お風呂の輪ジミから始まった「バスタブの輪ジミ」の物語は、その大きな謎に踏み込むための、新しい入口になった。