火星で地下湖が発見されたという最近の騒動に新たな展開が訪れました。新たな研究で、これらの地下構造は湖ではないと主張されたのです。この研究を行った研究者らによると、火星の南極には液体の水ではなく、スメクタイトと呼ばれる粘土質の物質が含まれているとのことです。スメクタイトはデータでは誤って解釈されていました。
火星の水は、生命にとって重要な存在であるため、惑星科学者や宇宙生物学者にとって興味深い存在です。火星には太古の昔から水が存在し、現在探査車「パーセベランス」が探査している干上がった湖底もその一つです。しかし、多くの人々は、火星に今でも相当量の液体の水が存在すると期待しています。いくつかの研究では、地表下の湖らしきものの存在が特定されていましたが、今月「Geophysical Research Letters」誌に掲載された論文では、南極周辺の環境は液体の水が存在するのに適しておらず、レーダーデータの信号の原因はスメクタイトである可能性が高いと主張しています。
「湖説が成り立つとは到底思えないので、代替案が必要でした。スメクタイトは火星に豊富に存在し、分光学者によって精力的に研究されてきましたが、レーダー分野ではほとんど無視されてきました。今後、スメクタイトについてより深く考察し、今回の新たな結果を踏まえて過去の研究を再検討することを期待しています」と、ヨーク大学の惑星科学者で今回の論文の筆頭著者であるアイザック・スミス氏はメールで述べた。
問題のデータは、欧州宇宙機関（ESA）の火星探査機マーズ・エクスプレスに搭載された火星地下電離層探査レーダー（MARSIS）から得られたものです。このレーダー探査装置は、火星の南極に豊富に存在する岩石や氷よりも高い電気伝導率を持つ地下物質の存在を示す非常に明るい領域を検出しました。一部の研究者は、これは凍った地表の下に水が存在する証拠だと考えましたが、一方で、条件が適切ではないと考える研究者もいました。
この新たな研究は、今月初めに地球物理学研究レターズ誌に掲載された別の論文の続編です。この論文では、これまでよりも多くの地下の明るい点が特定されていました。この発見は、南極に地下湖が点在している可能性を示唆しています。研究の共著者でありNASAの研究科学者であるジェフリー・プラウト氏が当時のNASAのプレスリリースで述べたように、「火星の南極の地下には液体の水が一般的に存在するか、あるいはこれらの信号が何か他のものを示唆しているかのどちらかです」。今回の論文は後者を示唆しています。
アリゾナ州立大学の惑星科学者で、この論文のもう一人の著者であるアディティア・クラー氏は、電子メールで、レーダーで明るく映る斑点は「実際には粘土や類似の物質を含む領域であり、これまで液体の水成分を示唆すると解釈されてきた明るい反射を引き起こしている可能性がある。スミス氏ら（2021年）の研究は、このシナリオを裏付ける実験的および理論的な枠組みを提供している」と述べた。
新たな論文で論じられているように、地下構造が液体の水の湖である可能性があるという考えには、すぐに2つの問題が浮かび上がりました。1つ目の問題は塩分です。塩分は水の融点を下げますが、南極の氷を溶かすには、火星で予想されるよりもはるかに多くの塩分が必要になります。2つ目の問題は熱です。火星は非常に寒く、平均気温は華氏マイナス81度で、水の氷点をはるかに下回ります。
別のチームが2019年に発表した論文では、火星の氷が十分に温まって水が形成されるには、局所的な熱異常が必要であり、極地の真下に水が存在するとすれば、マグマ活動が最も可能性の高い原因であると提唱されている。この論文の著者で、今回の論文とは関係のないパデュー大学の惑星科学者マイケル・ソリ氏は、メールで次のように述べている。「将来的には、彼らの実験室実験がより低い温度で行われるようになることを期待しています。彼らは実験を230 K（-46°F）で行いましたが、著者らも認めているように、この温度はおそらく（南極の層状の）氷の底部には高すぎるでしょう。」
「結局のところ、液体の水の仮説が完全に『反証』されたとは思わないが、これらの著者やコミュニティの他の人々は、真剣に受け止める必要がある代替の説明が存在することをうまく示した」とソリ氏は付け加えた。
南極周辺の明るい領域を見れば、その真価が明らかになるでしょう。しかし残念ながら、現時点ではそこに潜り込める観測機器はありません。マーズ・エクスプレス探査機は20年近く上空からデータを収集していますが、地下でどのような化学反応が起こっているのかを確実に知るには、より直接的な調査が必要になるかもしれません。
「火星の地下に液体が存在する可能性を否定するつもりはありませんが、MARSIS探査機は帯水層を探すために送られたものであり、この探査機は18年間で最高の候補でした」とスミス氏は述べた。「誰もが液体の水を見つけたいと願っていますが、残念ながら、現在の探査機では見つけられないと思います。」
さらに：火星に水があったなら、それはどこへ行ったのか？
