水は私たちの知る生命にとって不可欠なものですが、地球上で水がどのように起源となったのか、科学者たちはいまだに解明できていません。一説によると、地球誕生初期に小惑星が衝突し、水分子の形成に不可欠な水素を地球に運んできたと考えられています。しかし、新たな研究によると、地球には既に十分な量の水素が存在していたことが示唆されています。
英国の研究者たちは、エンスタタイトコンドライトと呼ばれる隕石の一種に、これまで知られていなかった量の水素を発見しました。皆さんはこう思われるでしょう。「隕石中の水素と地球上の水の起源には何の関係があるのでしょうか？」と。エンスタタイトコンドライト隕石の組成は、45億5000万年前の地球の組成と非常によく似ています。ですから、もしこの隕石に水素源があるなら、初期の地球にも水素源があった可能性が高いのです。つまり、地球は外部からの使者の助けを借りずに水を作り出していた可能性があるということです。
「惑星科学者にとって根本的な疑問は、地球がどのようにして現在の姿になったのかということです。私たちは現在、地球を形成した物質（これらの希少な隕石を用いて研究することができます）は、これまで考えられていたよりもはるかに水素に富んでいたと考えています」と、オックスフォード大学地球科学部のジェームズ・ブライソン氏は大学の声明で述べています。「この発見は、地球上の水の形成は、地球形成後に水和した小惑星の偶然の衝突ではなく、自然のプロセスであったという考えを裏付けています。」
今月初めにイカロス誌に掲載された研究論文の共著者であるブライソン氏と彼の同僚は、アラスカ州で発見されたLAR 12252として知られるエンスタタイトコンドライト隕石を調査した。同じ隕石に関する以前の研究ですでに水素の痕跡が見つかっていたが、その痕跡は地球の汚染によって生じた可能性があると声明は述べている。
新たな研究を行った科学者たちは、LAR 12252には硫黄と結合した「天然」の水素が大量に存在している可能性があると推測しました。そこで、強力なX線ビームを用いて隕石中の硫黄化合物を探しました。コンドリュール（小さな球状の構成要素）の一つを取り囲むマトリックスと呼ばれる物質を研究していたところ、チームは見事に硫化水素を発見しました。マトリックス全体に大量の硫化水素が含まれていることが分かり、その量は隕石のコンドリュールの非結晶部分に含まれる水素量の5倍に相当しました。非結晶部分では、以前の研究で既に微量の水素が検出されていました。
注目すべきことに、この隕石のうち、明らかに地球からの汚染を受けた錆などの部分には、水素がほとんど、あるいは全く含まれていなかった。これは、母岩中の硫化水素がおそらく内因性であることを示唆している。研究者らによると、この隕石の組成は45億5000万年前の地球の組成と類似しているため、地球が小惑星の衝突を受けていた頃には、現在の地球に存在する量の水を生み出すのに十分な量の水素が存在していたことを示唆している。
「分析結果からサンプルに硫化水素が含まれていることが分かった時、私たちは非常に興奮しました。ただ、それが私たちが予想していた場所ではなかったのです」と、本研究の筆頭著者であり、オックスフォード大学地球科学部の科学者であるトム・バレット氏は述べています。「この硫化水素が地球の汚染に由来する可能性は非常に低いため、この研究は地球上の水は天然のものであり、地球の構成要素の自然な結果であるという説を裏付ける重要な証拠となります。」
水は既知のすべての生物にとって不可欠です。地球の水がどのようにして得られたのかという新たな知見を提供することで、この研究は地球上の生命の起源という長年の謎にも光を当てています。
