火星の岩に有機物がいろいろ眠っていた DNAの部品に似た分子も候補に

編集・パクト

キュリオシティが火星の岩から、多様な有機分子を取り出した。発表は2026年4月21日付の科学誌『Nature Communications』だ。

ただし、最初にはっきりさせておきたい。これは「火星に生命がいた証拠」ではない。あくまで、生命につながる可能性のある化学物質が見つかった、という話だ。

何が見つかったのか

検出された分子のうち、とくに注目されたのが窒素を含む環状の分子だ。発表では、火星で初めて見つかった、DNAを作る物質に似た構造の分子とされている。

ただし論文を読むと、この分子の同定はまだ確定ではない。

質量のパターンはジメチルインドールという分子に最もよく合ったが、地上の同型装置で測った出てくるまでの時間は20.7分で、火星の分子の17.0分とずれていた。

論文は「窒素を含む環を持つ、二つの環がつながった分子」と推定するにとどめている。

地球の生き物のDNAは、アデニン・グアニン・シトシン・チミンという4種類の塩基を組み合わせて遺伝情報を書き込んでいる。

これらの塩基はいずれも炭素と窒素でできた環状の骨組みを持っており、生命の文字盤を支える基本パーツになっている。

この候補の分子は、塩基と同じ「窒素を含む環」という特徴を持つ。ただし、それがDNAの部品だというわけではない。

生命そのものでも、生命の直接の材料でもない。

研究を率いたのはフロリダ大学地質科学のエイミー・ウィリアムズ博士。CuriosityとPerseveranceの両ローバー科学チームに名を連ねる火星化学のスペシャリストだ。

論文には世界各国の研究者が名を連ね、2026年4月21日付の『Nature Communications』誌に掲載された。

21種類の有機物が一気に

論文によると、ピークとして見つかった分子は20種類を超えるが、正体をはっきり確かめられたのは7種類だった。

トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、安息香酸メチル、ジヒドロナフタレン、ナフタレン、ベンゾチオフェン、メチルナフタレンで、どれも窒素を含まない。

その中には、隕石によって惑星に運ばれることで知られるベンゾチオフェンという、硫黄を含む大きな分子もあった。

ベンゾチオフェンは炭素・水素・硫黄からなる2つの環がつながったかたちをしており、地球にも宇宙からよく降ってくる物質だ。

ウィリアムズ博士は「火星に降ってきた物質と地球に降ってきた物質はほぼ同じで、それが地球の生命の材料になった可能性が高い」と語る。

35億年前の地層から

ウィリアムズ博士の見立てでは、検出された有機物は約35億年前から火星の岩石の中に閉じ込められていたとみられる。

恐竜どころか、地球に陸上生物がほとんど現れていなかった時代の有機分子が、火星の浅い地下に静かに眠っていたことになる。

化学的に脆いはずの分子が、これほど長い時間を生き延びていたこと自体が大きな驚きだ。論文は、35億年を超える変質や放射線にさらされても、古い堆積物に化学的な多様さが一部残っているとしている。

表面のサンプルではなく、ローバーが掘った数センチの浅い穴の中にこれだけの情報が眠っていた点も、今後の探査計画を後押しする材料になる。

どうやって発見したのか

分析に使われたのはTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)という薬品だ。サイズの大きい有機分子はそのままでは装置で読み取れないため、TMAHで分子をいったん細かく砕いてから分析する。

地球の研究室では当たり前の手法だが、これを火星表面で実行したのは今回が初めてだ。

液体の試薬を使う「ウェット化学実験」は、キュリオシティが以前にも別の試薬で行っており、論文が初めてとしているのは、試薬と熱で分子を砕くこの方法を惑星の上で行ったことだ。

火星は気圧が地球の1%にも満たず、平均気温はマイナス60度前後という極寒の世界だ。

そんな環境で液体の薬品をこぼさず正確に注ぎ込み、加熱して気体にして読み取るというプロセスが、ローバーの中で滞りなく動いた。

これだけでも相当な技術的勝利といえる。

SAMという小さな化学実験室

分析を担うのはCuriosityに搭載されたSAM(Sample Analysis at Mars)という装置群だ。

質量分析計やガスクロマトグラフを電子レンジ大の箱に詰め込んだ、まさに「火星に持ち込まれた化学実験室」になっている。

SAMの仕組みはシンプルで、岩石を粉にして加熱し、出てくる気体の質量と種類を細かく仕分けるというものだ。

論文の共著者で、NASAゴダード宇宙飛行センターの宇宙生物学者ジェニファー・アイゲンブロード博士は、長年SAMを使った火星の有機物研究に取り組んできた一人だ。

SAMはこれまでにもメタン濃度の季節変動や有機炭素の存在など、火星化学に関する重要な観測結果を次々と打ち出してきた。

今回のTMAH実験はそのSAMの「奥の手」と位置づけられていたものだ。

たった2杯分の貴重な実験

SAMには74個の小さな試料カップがあり、そのうちTMAHが入っているのは2個だけだ。今回はその1つを使い、500マイクロリットルのTMAHに岩の粉を6回に分けて入れた。

地球からの補給はできないので、一度使えば取り戻せない。

そのためチームは「どこで、どの岩で、いつ撃つか」を念入りに練ったうえで、2020年にグレントーリドンと呼ばれる粘土鉱物に富んだ地域を選んだ。

長年の偵察観測で、もっとも分子の保存状態が良さそうな場所を絞り込んだうえでの一発勝負だった。

粘土鉱物は水のある環境でできたもので、有機物を閉じ込めて守りやすい。

実験現場はゲールクレーターという、かつて湖底だったと考えられている場所で、選定地は古生物学者メアリー・アニングにちなんで「メアリー・アニング」と名付けられている。

かつて水をたたえた湖の底に積もった泥が、長い時間をかけて粘土の岩となり、その中に太古の分子を封じ込めた。

火星に生命はいたのか——まだ証拠ではない

今回の発見はインパクトが大きいが、研究チームは「生命がいた証拠ではない」と慎重な姿勢を崩していない。

検出された有機分子は、生き物由来でなくとも、自然な地質作用や隕石の落下でも生まれうるからだ。

ウィリアムズ博士は「35億年もの間、火星に有機物が保存されていたと考えている。古代の有機物が残っているという事実は、その環境が生命を支えられたかを評価する手がかりになる」と話す。

現状の装置の解像度では、生命由来か非生命由来かの判別までは届かない。判定の決め手になるのは、分子の種類や数だけではなく、特定のかたちに「偏っているかどうか」だ。

生き物がつくる分子は、左右の鏡像のうち片方だけが多くなるなど、独特の偏りを残すことが知られている。

隕石由来の可能性も残る

たとえばベンゾチオフェンは、地球でも宇宙塵や隕石から見つかっている。火星の地表に積もった有機分子の一部は、生命とは無関係な単なる「宇宙からの落下物」かもしれない。

論文は、これらの有機物が隕石や彗星、宇宙のちりから来たのか、水と岩の反応など生命と関係ない化学反応でできたのか、生物が作ったのかは、今のところ分からないとしている。

SAMでは岩の中で有機物がどう分布しているかを調べられないためだ。

次は火星の岩を地球へ

NASAは2021年に着陸したPerseveranceローバーで、地球へ持ち帰る用の岩石サンプルを既に集め始めている。

サンプルリターンが実現すれば、火星の有機分子に「生命の指紋」が刻まれているかを地球の最先端の研究室で精査できる。

Curiosityには載せられない大型の分析装置を総動員できるため、判定の精度は桁違いになる。

同じTMAHを使う実験は、欧州の火星探査車ロザリンド・フランクリンや、土星の衛星タイタンを目指すNASAのドラゴンフライにも積まれる予定だ。

論文は、今回の結果がキュリオシティに残る2回目のTMAH実験の計画にも役立つとしている。

ウィリアムズ博士は「火星の浅い地下に大きく複雑な有機物が残っていると分かった。生命を示す複雑な有機物が残っている見込みも大きい」と話す。

火星の地下に「太古の生命の指紋」が本当に残っているのか。答え合わせは、地球に岩石が届く日まで持ち越しになる。

もっとも、そのサンプルリターン計画自体、予算の見直しなどで実現時期がはっきりしない部分もある。過度に期待して待つより、一歩ずつ進む探査を気長に見守るくらいがちょうどいい。