新しい研究は、人間の探検家によって運ばれる微生物が、月の南極近くの影のゾーンでも生き残る能力を持っていることを示しています。この発見はNASAとメリーランド大学の研究者らによるものだ。
極端な温度と高い紫外線（UV）放射によって特徴づけられる、生命にとって敵対的な月の環境であっても、一部の地上微生物は一時的な避難所を見つけることができます。最近のモデルでは、月の南極にある暗いポケットでは、特定の細菌や真菌が最長 1 週間残留できる可能性があると指摘されています。
NASAが主導し、サイエンス・アドバンス誌誌に掲載されたこの研究は、人類の探査が月面、そして将来的には火星にまで及ぶにつれ、重要性を増している。
メリーランド大学天文学部の准研究員であり、この研究の共著者であるステファノ・ベルトーネ氏は、この結果に驚きを表明した。同氏は、生き残った微生物種を表すカラフルな月面図を作成することで、「月では何も生き残れない」という見方に疑問が投げかけられたとコメントした。
人間の任務中の生物学的汚染のリスク
この発見は、月の極限状態に対して微生物がどのようにさまざまな方法で反応するか、そして将来の宇宙旅行における微生物の存続の重要性を裏付けるものである。自然衛星上での人類の存在が増大し、将来の火星への旅行により、地球からの生物物質により、その場所の元の化学的性質と宇宙飛行士によってもたらされた汚染とを区別することが困難になり、生命の探索が危険にさらされる可能性があります。
人間は継続的に微生物を環境に放出しています。たとえば、小指の爪ほどの大きさの皮膚の小さな部分には、約 100 万個の細菌が存在する可能性があります。このようにして、宇宙飛行士の足跡によって、何億もの生きた細菌が月面に堆積する可能性があります。厳格な滅菌プロトコルを使用したとしても、「月の景観と、必然的にそこで行われる科学が人間によって多量に汚染される可能性がある」とベルトーネ氏は説明した。
将来の人類のあらゆるミッションにおいて、この汚染を理解し、軽減する計画を立てることが不可欠です。
NASAゴダード宇宙飛行センターの惑星科学者であり、新たな研究のリーダーであるプラバル・サクセナ氏は、以前に存在したものを理解する必要性を強調した。同氏は、地球外の火星で生命の痕跡を探す場合、それが私たちによってもたらされた生物物質ではないことを確認することが重要だと述べた。
月の影の領域が微生物をどのように保護できるか
微生物がどこに生息しているかを特定するには、月の極地に太陽光がどのように降り注ぐかを理解する必要があります。月の軸の傾きが小さいため、太陽は極近くの地平線の非常に低い位置にあります。このようにして、景観の適度な高さが窪地や低地からの太陽光を遮断し、涼しい影を形成して水を節約し、有害な放射線への曝露を減らすことができます。
これまでの研究では、人類がすでに探検した月の領域、特に赤道付近では微生物が生存する可能性は低いことが示されている。しかし、これらのモデルは、局所的な地形が環境条件をどのように変化させるかを考慮していませんでした。この欠落は、クレーター、斜面、その他の表面の特徴が広範囲にわたる影の領域を生成する月の極付近に関連しており、まさに将来人類の探査が焦点となる場所です。
ベルトーネ氏は、「丘とクレーターを含めることがこの研究にとって重要だった」と説明した。同氏は、月の表面の地形が特定の地域を紫外線から保護する効果について、またこの保護が分析対象の生物を生かし続けるのに十分であるかどうかについて質問した。
月の極地における微生物の生存能力
研究者らは、将来のアルテミスIIIミッションの候補地域である月の南極近くの3つの地域で、宇宙飛行環境や人間の皮膚に関連することが多い微生物をシミュレートした。彼らは、NASA の月偵察周回機に搭載された機器によって取得された高度と温度の測定値を使用して詳細な環境地図を作成し、そのデータを放射線が月面にどのように到達するかを説明するモデルと組み合わせました。
ベルトーネは、光の動きを追跡し、反射、屈折、ソフト シャドウなどの効果をモデル化できる技術であるレイ トレーシングも採用しました。彼はこのアプローチを月周回船レーザー高度計の測定値と組み合わせて、表面の明るさ、傾斜、粗さなどの正確な地形情報を提供しました。
彼は、「太陽の位置と、光線が地表に到達する前に反射して方向を変える原因となる凹凸や岩石を考慮して、太陽から月までの光の経路を追跡する」ことが可能であると詳しく説明しました。ベルトーネ氏は、永久暗い領域と呼ばれる領域でも間接的に光、ひいては紫外線を受け取ると付け加えた。彼によれば、プロセス全体は「非常に微妙であり、この方法により細部を考慮できるようになる」そうです。
一部の微生物は月面で数日間生存する
シミュレーションでは、微生物が最長7日間生存できるさまざまなサイズの「生存ニッチ」を特定した。アスペルギルス菌は紫外線に対する耐性が際立っており、月の冬にある程度の日光が当たる地域の 15% ～ 30% で生き残る可能性があります。
研究されたすべての微生物は、モデル化された 3 つの領域すべてで生存の可能性のある部位を示しました。アスペルギルスは、地図に描かれた地形の 3% で少なくとも 7 日間生存する能力を実証し、5 種の微生物は、紫外線迷光を考慮した後でも、ド ジェルラーシュ リム クレーターの永久に影に覆われた領域の一部で生存することができました。
しかし、持続性は微生物が発生できることを意味するものではありません。そのような条件下で存続する生物はクリプトビオティック状態に留まり、その後好ましい条件が現れた場合にのみ増殖が可能となる。現時点では、液体の水など、微生物の成長と繁殖に不可欠な要件が月に提供されているという証拠はありません。通常、これには適度な雰囲気と温度が必要です。
それでも、ベルトーネ氏が述べたように、生存は成長の前提条件であり、そのため微生物の存続は探査と科学研究の両方において重要な考慮事項となります。
微生物の耐性をテストするための自然の実験室としての月
月の南極は、研究者が微生物の生存限界を研究するための自然の実験室としても機能する可能性がある。日陰の地形で慎重に制御された実験は、地球上の実験室で正確に再現することが難しい環境条件に対して陸生生物がどのように反応するかを明らかにする可能性がある。
研究者らは次に、より詳細な照明モデルを開発し、高解像度のトポグラフィーを採用し、微生物を使った実験を拡大することを計画している。 「シェイプ フロム シェーディング」と呼ばれる技術の 1 つは、光の強度、影、表面の角度を分析して、2D 写真からクレーターや斜面を含む惑星の地形を 3D で再構成することができます。これらの取り組みを総合すると、人類に関連する微生物が月に到着した後も存続する様子をより明確に把握できる可能性がある。
ベルトーネ氏は「月やその他の場所での有人活動を計画する際には、何が残されたのかについてできる限りのことを知る必要がある」と締めくくった。
