44億年前の宇宙宝石が国際研究チームによって特定された。これは、地球外起源のガーネットタイプの宝石として初めて発見されたものである。この貴重な石は火星の隕石北西アフリカ (NWA) 8171 の中に隠されており、これは惑星科学にとって初めてのことです。
地球に到達する火星からの破片を分析することは、科学者が宇宙ミッションを必要とせずに火星のリソスフェアの組成を研究する唯一の直接的な方法です。 NWA 8171 は、移動や大気圏への侵入に抵抗する数少ない岩石の 1 つであり、太陽系の原始状態に関する重要な鉱物学的手がかりを持っています。
ターニャ・キゾフスキー博士率いる世界的な科学者チームは、この古代の岩石の一部を調査することによって、鉱物ガーネットの存在を確認しました。アンドラダイトと呼ばれる特定の品種は鉄とカルシウムが豊富で、緑がかった色や黄色がかった色調を持っているという点で市販のルビーの宝石とは異なります。
地球上では、ガーネットは熱と変成作用の激しいエピソードの自然の記録として機能するため、地質学者にとって非常に関連性の高い鉱物です。岩石中に存在することで、惑星体の熱履歴と地質学的変化を解明することが可能になり、私たちのシナリオを超えたシナリオを含め、惑星の地質学的進化に関する重要な情報が得られます。
火星のサンプルからガーネットが検出されるのは非常にまれな出来事であり、既存の地質モデルに疑問を投げかけています。今回の発見は、古代火星の地殻では、これまで想像されていたよりもはるかに複雑でダイナミックな地質学的現象が起きていた可能性があることを示唆している。
レーザー技術によるNWA 8171隕石の分析の詳細
この革新的な研究は、ジャーナル *Geochemical Perspectives Letters* に結果が掲載され、主な研究者として Tanya Kizovski 博士が就任しました。彼女は、カナダのロイヤル オンタリオ博物館 (ROM) とブロック大学の同僚、ポーツマス大学とオープン大学 (イギリス)、トリエステ大学 (イタリア) の専門家と協力して研究を行いました。
北西アフリカ 8171 (NWA 8171) として知られるこの隕石は、ノア紀の時代に火星の表面に蓄積された塵、破片、衝撃物質の融合によって形成された岩石、レゴリス角礫岩として分類されています。年齢は少なくとも44億年と推定されており、天文学者らは火星の歴史の原始的な痕跡とみている。
損傷を与えることなく貴重なサンプルの内部を分析するために、科学者は高度な技術を組み合わせて使用しました。彼らは、ポーツマス大学の電子顕微鏡および微小分析ユニットをロイヤル オンタリオ博物館の特殊なレーザー アブレーション装置と組み合わせて使用し、宝石の異常な化学組成を顕微鏡的な精度で明らかにしました。
研究者らは、ガーネットの微細構造が 2 つの異なる領域に分かれていることを観察しました。 1 つの領域は主に他の鉱物と混合されたガーネット自体で構成され、2 番目の領域は最初の領域とは完全に異なる材料の組み合わせで構成されます。
この二相構造は、この岩石が多面的なプロセスを経て火星で形成されたことを示しています。独特の内部構造を獲得する前に、極度の高温、極度の圧力、そして徐々に冷却されるサイクルを数回経たものと考えられます。
火星でのガーネット形成の考えられる経路を理解する
火星でのこのケイ酸塩の特定は、地球上の熱エネルギーの循環に関する興味深い地球物理学的議論の幕開けとなります。キゾフスキー博士は、「ガーネットは地球上の変成岩で一般的に見られる鉱物の典型的な例である」と強調しました。
ガーネットが地球の地質条件下で形成されるためには、元の岩石が非常に高い温度と巨大な圧力にさらされる必要があります。しかし、地球に匹敵する活発なプレートテクトニクスがない火星のような惑星では、そのような「天然炉」が発生するには、宇宙生物学者や地質学者が代替エネルギー源を探索する必要があります。
研究者たちは、この現象を解明するために、いくつかの物理的可能性を調査しています。キゾフスキー博士は、潜在的な起源について詳しく述べた。「火星では、変成作用によってガーネットを形成するのに必要な熱と圧力は、火星の表面への隕石の衝突、火星の地殻へのマグマの上昇、または両方の要因の組み合わせから生じた可能性がある。」
検討中の 2 番目の理論は、酸化的な転移現象を示唆しています。このプロセスでは、加熱された化学流体が岩石中を循環し、元の鉱物組成が変化します。
本当の起源を明らかにする: 火星の宝石の「密航」ジレンマ
ガーネットの発見に対する熱意にもかかわらず、科学には注意が必要です。レゴリス角礫岩は異なる種類の岩石が融合して単一の塊となる岩石であるため、この鉱物の存在は必ずしも火星に大きな堆積物があることを意味するものではありません。
火星の表面が宇宙の破片の広大な「堆積物」であることを考慮すると、この手榴弾は火星起源ではないという科学的な可能性があります。それは、惑星に衝突して岩石に埋め込まれた小惑星の保存された破片である可能性があります。
「密航」問題を解決するために、科学者たちはサンプルの同位体特徴を分析することを計画している。キゾフスキー教授は研究の次のステップについて、「ガーネットを含む岩石の酸素同位体を測定することは、それが本当に火星起源のものなのか、それとも珍しい隕石の衝突によるものなのかを確認するのに役立つだろう」と説明した。
同位体の特徴が火星のものと一致すれば、惑星科学は最終的に、これまで記録されていなかったこの鉱物が火星に存在することを確認することになるでしょう。それ以外の場合、それがよく保存された地球外の破片であれば、太陽系内部に影響を与えた天体の化学組成に関する前例のないデータが得られる可能性があります。
分析の結果に関係なく、NWA 8171 の詳細な研究はすでに地球外地質学の視野を大幅に拡大しています。科学者らは、「この新しいタイプのガーネットを含む岩石は、火星がその歴史を通じてどのように進化したかについての洞察を提供し、ガーネットやその他の関連鉱物の形成に好都合だった古代の環境についての新たな洞察を提供する可能性がある」と述べた。
