エンケラドゥス内部の二酸化炭素は海底の化学反応によって制御されており、想像以上に複雑であることが発見されました。

サウスウェスト研究所の科学者らは、土星の衛星エンケラドゥスの内部の二酸化炭素（CO2）が海底の化学反応によって制御されている可能性があることを明らかにする新たな化学モデルを開発した。エンケラドゥスの氷の表面の亀裂から放出されるガスの噴出と凍った海霧の研究は、この衛星の内部がこれまで考えられていたよりもはるかに複雑であることを示唆している。 「プルームの成分を理解することで、海がどのような状態なのかを知ることができる」と、研究著者であるサウスウエスト研究所のクリストファー・グライン博士は語った。

それがどのようにしてこのようになったのか、そしてそれが私たちが知っている生命が生き残ることができる環境を提供しているのかどうか。彼らの研究結果は、地球物理学研究レターズ誌に掲載され、海洋中の溶存二酸化炭素濃度を推定するためにプルームの組成を分析する新しい手法を提案しており、これによりモデル化によりより深い内部プロセスを調査することが可能になる。 NASAのカッシーニ宇宙船の質量分析データの分析によると、月の岩石核と地下海の液体水との間の地球化学反応が二酸化炭素の豊富さを最もよく説明しているようだ。

この情報を、これまでに発見されたシリカと分子状水素 (H2) と組み合わせると、より複雑で地球化学的に多様なコアが存在することが示唆されます。調査結果によると、エンケラドゥスは大規模な炭素隔離実験を実証しているようだ。地球上では、気候科学者が同様のプロセスを利用して産業からの二酸化炭素排出量を削減できるかどうかを研究しています。科学者たちは、2つの異なるデータセットを使用して、海底におけるシリコンと炭素を含む鉱物の特定の混合物の溶解と形成から予想されるものと非常によく似た興味深いCO2濃度の範囲を導き出しました。この複雑さに寄与するもう一つの現象は、エンケラドゥス内部に熱水噴出孔が存在する可能性である。

地球の海底では、熱水噴出孔から熱く、エネルギーとミネラルが豊富な液体が放出され、珍しい生命があふれる独特の生態系が繁栄しています。カッシーニのイオン中性質量分析計（INMS）とスウィート研究所の主任研究員であるハンター・ウェイト博士は次のように述べた。「複雑な核と海水の動的界面は、生命を支える可能性のあるエネルギー源を生み出す可能性があります。エンケラドゥスの海で微生物の証拠は見つかっていませんが、化学不均衡の証拠が増えていることは、この衛星の氷の地殻の下に居住可能な環境が存在する可能性があるという魅力的なヒントを与えてくれます。」

カッシーニのミッションが終了するまで、科学界はカッシーニのエンケラドゥスへの接近通過から大量のデータを収集し続けます。カッシーニ宇宙船が噴煙の中を飛行した際に、質量分析計がH2を検出した。別の機器は以前、水熱過程の特徴と考えられている2つの化学物質であるシリカの微小粒子を検出していた。観測された二酸化炭素、シリカ、水素の異なる発生源は、不均質な岩石核における鉱物学的および熱的環境が異なることを示唆しています。研究者たちは、内核は炭酸塩の上層と蛇紋岩の内部で構成されていると考えている。

炭酸塩は地球上では石灰岩などの堆積岩の形で一般的に存在し、一方蛇紋岩鉱物はマグネシウムと鉄を豊富に含む海底火成岩から形成されます。核深部における還元鉄の熱水酸化により H2 が生成され、石英を含む炭酸塩岩を横切る熱水活動によりシリコンを豊富に含む流体が生成されます。このような岩石は、海底のケイ酸塩や炭酸塩を含む低温反応を通じて、海洋の CO2 化学に影響を与える可能性もあります。不均質なコア構造が生命の存在に及ぼす影響は興味深く、このモデルは惑星の分化と変化のプロセスが地下生命に必要な化学的（エネルギー）勾配をどのように生み出すかを説明できます。

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ボコパーク |調査/出典: サウスウェスト研究所

参考ジャーナル Geophysical Research Letters

掲載日：2019年10月29日

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