南極の「血の滝」とは？ 氷河の下に古代の微生物、火星探査の問題点が浮き彫りに

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　凍てついた南極の氷河を真っ赤に染める不気味な滝が1911年に発見されている。“血の滝”と名づけられたその物騒な現象はどうやって起きているのか――。

南極の“血の滝”の秘密

　南極大陸東部のロス海西岸地域、ヴィクトリアランドのテイラー氷河の突端では、氷がまるで血で赤く染まったかのような目を疑う光景を見ることができる。

“血の滝（Blood Falls）”と呼ばれるこの鉱床は、オーストラリアの地質学者、トーマス・グリフィス・テイラーによって1911年に発見された。南極探検家たちは当初、この血のような赤色は紅藻によるものだと考えたが、後に酸化鉄によるものであることが判明した。

　ほとんどの南極の氷河とは異なり、テイラー氷河は岩盤まで凍っていない。その理由は氷河の下に閉じ込められていた古代の海水の結晶化によって濃縮された塩が存在するためであると考えられている。

　たとえば真冬に雨が降った際に、路面が凍結しないよう塩を撒いたりすることがあるが、塩水は氷点降下が大きくなり濃度の高い塩水はマイナス20度くらいまでは凍らないのである。テイラー氷河の下にある海水は平均的な海水の2～3倍の塩分濃度であると考えられている。

　そしてこのテイラー氷河の下にある海水は酸素が含まれておらず、その代わりに硫酸塩と鉄イオンが豊富に含まれている。この海水が地表に湧出して酸素に触れると真っ赤に変色し、まさに血の色になるのである。

　どうしてここの海水だけがこれほどまでに硫酸塩と鉄イオンが豊富に含まれているのか。そこにはここでしか見られないユニークな微生物の生態系の存在があるという。

　米アリゾナ州ツーソンの「Planetary Science Institute（惑星科学研究所）」やジョンズホプキンス大学などの合同研究チームが2022年5月に「Frontiers in Astronomy and Space Sciences」で発表した研究では、高性能の透過型電子顕微鏡を使用して血の滝のサンプルを調査、分析している。

　顕微鏡画像を詳しく分析すると鉄分以外にもシリコン、カルシウム、アルミニウム、ナトリウムなど、さまざまな元素が多く含まれていた。さらに数々の微生物が含まれており、これらの微生物はこの隔絶された環境で何百万年も前から存在していた可能性があるこことがわかってきたのだ。

火星に透過型電子顕微鏡を持ち込む日

　科学者たちはテイラー氷河の下のユニークな環境と生命力に溢れた微生物たちを研究することで、地球についての理解を深められるだけでなく、地球外生命体の探索についての洞察も得られると確信している。

　研究チームのメンバーの1人、ジョンズ・ホプキンス大学のケン・リビ氏は「火星探査機が南極に着陸したらどうなるでしょうか？　血の滝が赤くなる原因を特定できるでしょうか？」という興味深い質問を投げかけている。

　こうした好奇心から研究者たちは、火星を探索する探査車が使用するのと同様の方法を使用して、血の滝を火星であるかのように想定して分析したのである。

「私たちの研究により、探査車によって行われた分析は惑星表面の環境物質の本当の性質を決定する上で不完全であることが明らかになりました。これは形成される物質がナノサイズで非結晶性である可能性がある火星のような寒い惑星に特に当てはまります」（ケン・リビ氏）

　現在の火星探査の技術では残念ながら火星環境の深い理解は得られないということのようだ。

「岩石惑星の表面の性質を真に理解するには透過型電子顕微鏡が必要ですが、火星に透過型電子顕微鏡を設置するのは現時点では不可能です」（ケン・リビ氏）

　しかしこうして発見から100年以上謎であった血の滝のメカニズムを解き明かすことで、科学者たちは魅力的な自然の驚異を解明しただけでなく、ほかの惑星をさらに深く探究するための課題を明確にしたことは間違いない。南極という極限環境の研究がほかの惑星の理解にも繋がっているとは興味深い限りである。

参考：「Interesting Engineering」ほか

文＝仲田しんじ

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