シルヴァン・ラフォレ氏（リール大学博士課程学生）とルルー・ユーグ氏（リール大学教授）による。
2020 年、はやぶさ 2 のミッションにより、小惑星リュウグウから塵が地球に持ち込まれました。世界中の科学チームで共有されたこれら数グラムのサンプルは、私たちの青い惑星の水の起源についての手がかりを提供します。
太陽系の惑星の中で、表面に液体の水が広大に広がっているのは地球だけです。海はその表面の 70% 近くを覆い、生命の出現と発展を可能にしてきました。しかし、このような水はどこから来たのでしょうか?そして、海はどのような過程で形成されたのでしょうか?
約45億7千万年前、太陽系は若い太陽の周りで回転するガスと塵の雲から誕生しました。時間が経つにつれて、重力と複数回の衝突の影響を受けて、この物質は徐々に凝集して、地球を含む惑星を形成しました。
いくつかの シナリオ、これらは矛盾するものではなく補完的であり、後に青い惑星となる場所の水の起源を説明するために提案されています。
一つは、私たちの惑星を形成するために降着した原始惑星系円盤内の物質そのものに水が存在していたことを示唆しています。その場合、水は鉱物中の小さな流体包含物として捕捉されているか、または比較的均一に希釈されてこれらの鉱物のまさに構造内に存在している可能性があります。
小惑星リュウグウの表面を航行するはやぶさ２。重力が弱いため、探査機は小惑星と接触した直後に跳ね返ります。出典: SciNews および JAXA、東京大学、高知大学、立教大学、名古屋大学、千葉工業大学、明治大学、会津大学、産総研。
別の仮説は、水が豊富な彗星や小惑星の衝突によって、後で地球に到達したと仮定しています。小惑星は惑星に比べて比較的小さいため、化学変化を引き起こす可能性のある高温現象を経験していません。その結果、約45億7000万年前の形成以来、ほとんど進化していない。
小惑星、太陽系の起源のマーカー
地球型惑星は太陽の近く（0.4 天文単位から 1.5 天文単位の間、天文単位は地球と太陽の距離、約 9,300 万マイルを表す）で形成されましたが、小惑星は主に太陽から遠い領域、特に「メイン ベルト」で見つかります。 (2 ～ 4.5 天文単位)。
これらのより寒い地域は、小惑星を生み出す水の氷とケイ酸塩の塵の凝集を助長します。一部の小惑星は形成後、太陽系内を移動します。 太陽に近い軌道に到達、地球のものと同様に、これらは地球に近い小惑星です。その中でも炭素質小惑星リュウグウ（直径1キロ）が研究の対象となった。 はやぶさ２ 2014年から2020年まで宇宙航空研究開発機構（JAXA）によって実施された宇宙ミッション。
JAXA、CC BY
JAXA、著者提供
探査機はまずリュウグウを詳しく調査し、その後、素晴らしい操縦でサンプルを収集し、地球に帰還しました。したがって、2020 年 12 月 6 日、この小惑星からの数グラムの塵 (5.4 グラム) がカプセルに乗ってオーストラリアに着陸しました。そして私たちはリール大学でこの宝物のほんの一部、つまりほんの数粒を受け取ることができてうれしく思いました。肉眼ではほとんど見えず、地球の海の形成を理解するのに役立つ答えが隠されている可能性があります。
電子顕微鏡によるナノメートルスケールの観察
私たちの研究活動は、この地球外物質を原子スケールまで解読し、わずかな手がかりを探すことで構成されています。このスケールを調べるために使用する機器は、 透過型電子顕微鏡。サンプルを通過する電子ビームを放出します。
この物質と電子ビームの間の相互作用から収集された信号は、それを構成する鉱物組成に関する構造的および化学的情報を与えてくれます。この技術により、ナノメートルスケール (1 メートルの 10 億分の 1) まで詳細を観察することができます。これは髪の毛の太さを 100,000 で割ることに相当します。
リュウグウの「秘水」
小惑星リュウグウのサンプルの研究では、それらが比較的乾燥している、つまり H2O 分子水分がほとんど含まれていないことが明らかになりました。ただし、これらのサンプルは主にマグネシウムと鉄が豊富な粘土で構成されています。 小惑星の体積の70%。
これらの粘土は、「層状珪酸塩」と呼ばれる層 (水分子を収容できる可能性がある) からなる微細構造を持つ鉱物です。これらには、結晶骨格の不可欠な成分であるヒドロキシル基 (-OH) が豊富に含まれています。これらは、水分子を形成するのと同じ原子である酸素と水素でできています。
層状ケイ酸塩は緑/青で表示され、リュウグウのサンプルの総体積の 70% 以上を占めます。
著者提供
小さな小惑星に層状ケイ酸塩が存在する理由の 1 つは、太陽系初期にまで遡ります。約 45 億 7 千万年前のその形成過程で、塵と氷は徐々に凝集し、惑星、小惑星、その他の天体 (彗星など) が誕生しました。
リュウグウのような小さな小惑星では、（水を欠く）無水ケイ酸塩からなる塵と水の氷が共存していました。小惑星の形成直後、放射性元素の自然崩壊により加熱され、水の氷が溶けた。これにより、 「水の変質」のエピソード。水が周囲のケイ酸塩と相互作用して、今日リュウグウで観察されている層状ケイ酸塩が形成される。。
地球の形成中およびその直後、リュウグウに似た小惑星からの大規模衝突によって、相当量の層状ケイ酸塩が放出された可能性がある。地球上での高温事象の後、ヒドロキシル基 (-OH) が粘土の鉱物構造から放出され、水分子が形成されたと考えられます。
したがって、地球が初期の頃に経験した激しい小惑星の衝突は、海洋の段階的な形成に大きく貢献した可能性があります。
NASA (JWST); JAXA;著者提供
水…しかしそれだけではありません！
小惑星リュウグウは70％以上が層状ケイ酸塩で構成されていますが、有機物も数％（質量で5～7％程度）含んでいます。
この物質は炭素、水素、酸素、窒素から構成されており、 生命の発達に不可欠な分子 地球上ではアミノ酸。これらの短い分子は、タンパク質の構造に関与する基本的な構成要素です。リュウグウには少量しか存在しないが、アミノ酸の存在は、炭素質小惑星がリュウグウに必要な成分を提供した可能性を示唆している。 地球上の生命の発展 約38億年前。
#私たちの海地球外からの遅れた贈り物