若い地球:小石の雨が水をつくったのか
· BehindLines 編集部
もし地球が自らの水の大部分をつくっていたとしたら。ニューメキシコ大学のチームが『ネイチャー・ジオサイエンス』(Nature Geoscience)に発表した研究が提示する仮説で、ScienceDailyが紹介している。
発想:水素の大気中の乾いた小石
ScienceDailyによれば、最も広まっている説は、地球の水は彗星や隕石、そのほかの天体、とりわけ太陽系の冷たく遠い領域から来た氷質の物質によって運ばれたというものだ。研究者らは別の道筋を探った。形成の途中で、惑星は小さな岩石の破片を集めて成長した。この過程は小石集積と呼ばれる。そのとき惑星は、水素を豊富に含む濃い大気を持っていた可能性がある。その状況では、気体の中を落ちるケイ酸塩の小石が気体と反応し得た。水素が岩石中の酸化鉄を金属鉄に変え、水蒸気を放出するのである。
極めて高温での実験
博士課程のスシュミタ・ガライ(Susmita Garai)氏が率いるチームは、ザカリー・シャープ(Zachary Sharp)氏、ピーター・オルソン(Peter Olson)氏とともに、ケイ酸塩を1200度から1400度(摂氏)に加熱し、水素の流れの中で、次に比較のためヘリウム中で実験した。各回の実験は15分から3時間続いた。ScienceDailyによれば、酸化鉄のほぼ80%が金属鉄に変わり、水蒸気が生じたが、ヘリウムでは同じ反応は観察されなかった。『ネイチャー・ジオサイエンス』(Nature Geoscience)の要旨は、水は数分から数時間で生成されると述べている。
疑問を呼ぶ量
測定結果を原始地球の条件に当てはめると、この仕組みは海数百個分に相当する水を生み出し得たと、著者らはScienceDailyによれば計算している。ザカリー・シャープ氏はこの結果に驚いていると語る。同氏は、この仕組みによって、地球と同じ大きさのほぼすべての惑星に水があるはずだと主張する。ScienceDailyは、ほかの岩石惑星も形成時に高温で水素の多い大気を持つなら大量の水を生み出し得て、居住可能な世界は考えられていたより一般的になるだろうと付け加えている。
なぜ重要か
これらの結果は実験室での実験から得られたもので、その後、原始地球の条件に当てはめられた。ScienceDailyによれば、形成途中の惑星は、太陽系のどこかから運ばれる供給だけに頼らず、自前で水をつくる材料を持っていた可能性がある。