土星の衛星エンセラダスが語る水の秘密と生命の可能性

宇宙

Is there life beyond Earth? Join NASA’s director of planetary science James Green for a survey of the places in our solar system that are most likely to harbor alien life.

地球の外にも生命は存在するのでしょうか?

NASA の惑星科学部長ジェームス・グリーンと一緒に、太陽系内で地球外生命体が存在する可能性が最も高い場所の調査に参加しましょう。

タイトル
3 moons and a planet that could have alien life
3つの衛星と地球外生命体が存在する可能性のある惑星
スピーカー ジェームス・グリーン
アップロード 2016/09/08

「3つの衛星と地球外生命体が存在する可能性のある惑星(3 moons and a planet that could have alien life)」の文字起こし

Wow, what a powerful question. You know, as a scientist — planetary scientist — we really didn’t take that very seriously until recently. Carl Sagan always said, “It takes extraordinary evidence for extraordinary claims.” And the claims of having life beyond Earth need to be definitive, they need to be loud and they need to be everywhere for us to be able to believe it.

So how do we make this journey? What we decided to do is first look for those ingredients for life. The ingredients of life are: liquid water — we have to have a solvent, can’t be ice, has to be liquid. We also have to have energy. We also have to have organic material — things that make us up, but also things that we need to consume. So we have to have these elements in environments for long periods of time for us to be able to be confident that life, in that moment when it starts, can spark and then grow and evolve.

Well, I have to tell you that early in my career, when we looked at those three elements, I didn’t believe that they were beyond Earth in any length of time and for any real quantity. Why? We look at the inner planets. Venus is way too hot — it’s got no water. Mars — dry and arid. It’s got no water. And beyond Mars, the water in the solar system is all frozen. But recent observations have changed all that. It’s now turning our attention to the right places for us to take a deeper look and really start to answer our life question.

So when we look out into the solar system, where are the possibilities? We’re concentrating our attention on four locations. The planet Mars and then three moons of the outer planets: Titan, Europa, and small Enceladus.

So what about Mars? Let’s go through the evidence. Well, Mars we thought was initially moon-like: full of craters, arid, and a dead world. And so about 15 years ago, we started a series of missions to go to Mars and see if water existed on Mars in its past that changed its geology. We ought to be able to notice that. And indeed we started to be surprised right away. Our higher resolution images show deltas and river valleys and gulleys that were there in the past.

And in fact, Curiosity — which has been roving on the surface now for about three years — has really shown us that it’s sitting in an ancient river bed, where water flowed rapidly. And not for a little while, perhaps hundreds of millions of years. And if everything was there, including organics, perhaps life had started.

Curiosity has also drilled in that red soil and brought up other material. And we were really excited when we saw that. Because it wasn’t red Mars, it was gray material, it’s gray Mars. We brought it into the rover, we tasted it, and guess what? We tasted organics — carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, sulfur — they were all there.

So Mars in its past, with a lot of water, perhaps plenty of time, could have had life, could have had that spark, could have grown. And is that life still there? We don’t know that.

But a few years ago we started to look at a number of craters. During the summer, dark lines would appear down the sides of these craters. The more we looked, the more craters we saw, the more of these features. We now know more than a dozen of them.

A few months ago the fairy tale came true. We announced to the world that we know what these streaks are. It’s liquid water. These craters are weeping during the summer. Liquid water is flowing down these craters.

So what are we going to do now — now that we see the water? Well, it tells us that Mars has all the ingredients necessary for life. In its past it had perhaps two-thirds of its northern hemisphere — there was an ocean. It has weeping water right now. Liquid water on its surface. It has organics.

It has all the right conditions. So what are we going to do next? We’re going to launch a series of missions to begin that search for life on Mars. And now it’s more appealing than ever before. As we move out into the solar system, here’s the tiny moon Enceladus. This is not in what we call the traditional habitable zone, this area around the sun. This is much further out. This object should be ice over a silicate core.

But what did we find? Cassini was there since 2006, and after a couple years looked back after it flew by Enceladus and surprised us all. Enceladus is blasting sheets of water out into the solar system and sloshing back down onto the moon. What a fabulous environment. Cassini just a few months ago also flew through the plume, and it measured silicate particles.

Where does the silica come from? It must come from the ocean floor. The tidal energy is generated by Saturn, pulling and squeezing this moon — is melting that ice, creating an ocean. But it’s also doing that to the core. Now, the only thing that we can think of that does that here on Earth as an analogy … are hydrothermal vents.

Hydrothermal vents deep in our ocean were discovered in 1977. Oceanographers were completely surprised. And now there are thousands of these below the ocean. What do we find? The oceanographers, when they go and look at these hydrothermal vents, they’re teeming with life, regardless of whether the water is acidic or alkaline — doesn’t matter. So hydrothermal vents are a fabulous abode for life here on Earth.

So what about Enceladus? Well, we believe because it has water and has had it for a significant period of time, and we believe it has hydrothermal vents with perhaps the right organic material, it is a place where life could exist. And not just microbial — maybe more complex because it’s had time to evolve.

Another moon, very similar, is Europa. Galileo visited Jupiter’s system in 1996 and made fabulous observations of Europa. Europa, we also know, has an under-the-ice crust ocean. Galileo mission told us that, but we never saw any plumes. But we didn’t look for them. Hubble, just a couple years ago, observing Europa, saw plumes of water spraying from the cracks in the southern hemisphere, just exactly like Enceladus.

These moons, which are not in what we call a traditional habitable zone, that are out in the solar system, have liquid water. And if there are organics there, there may be life. This is a fabulous set of discoveries because these moons have been in this environment like that for billions of years. Life started here on Earth, we believe, after about the first 500 million, and look where we are. These moons are fabulous moons.

Another moon that we’re looking at is Titan. Titan is a huge moon of Saturn. It perhaps is much larger than the planet Mercury. It has an extensive atmosphere. It’s so extensive — and it’s mostly nitrogen with a little methane and ethane — that you have to peer through it with radar. And on the surface, Cassini has found liquid. We see lakes … actually almost the size of our Black Sea in some places. And this area is not liquid water; it’s methane. If there’s any place in the solar system where life is not like us, where the substitute of water is another solvent — and it could be methane — it could be Titan.

Well, is there life beyond Earth in the solar system? We don’t know yet, but we’re hot on the pursuit. The data that we’re receiving is really exciting and telling us — forcing us to think about this in new and exciting ways. I believe we’re on the right track. That in the next 10 years, we will answer that question. And if we answer it, and it’s positive, then life is everywhere in the solar system. Just think about that. We may not be alone.

Thank you.

「3つの衛星と地球外生命体が存在する可能性のある惑星(3 moons and a planet that could have alien life)」の和訳

地球外に生命が存在する可能性はあるのでしょうか?
うわー、なんて力強い問いですね。
科学者として──特に惑星科学者として──私たちは、最近までそれをあまり真剣に受け止めていませんでした。
カール・セーガンは常に言っていましたね、「非凡な主張には非凡な証拠が必要だ」。
地球外の生命が存在すると主張するには、それが決定的であり、大きな声であり、どこにでも存在している必要があります。そうでなければ信じることができません。

それでは、この旅をどう進めるか。私たちが最初にすることは、まず生命の材料を探すことです。
生命の材料とは、液体の水──溶媒が必要ですから、氷ではなく液体でなければなりません──、エネルギー、そして有機物質──私たち自身を構成するものだけでなく、摂取する必要のあるものも含まれます。
したがって、生命が始まった瞬間に、それが点火し、成長し、進化することができるように、これらの要素が長期間にわたって環境中に存在する必要があります。

正直に言うと、私のキャリア初期では、これらの要素が地球外に存在する可能性がどれほどの期間、どれほどの量存在するかについて、あまり信じていませんでした。
なぜかと言うと、内側の惑星を見ると、金星は非常に暑すぎて水がなく、火星は乾燥して不毛です。
さらに、火星を越えると、太陽系の水はすべて凍っています。
しかし、最近の観測はこれらすべてを変えました。これにより、私たちは本当に注目すべき正しい場所に目を向けて、生命の問いに本格的に答え始めることができます。

では、太陽系を見渡して、どこに可能性があるのでしょうか?私たちは注目を集中させて、4つの場所に焦点を当てています。
火星と、外側の惑星の3つの衛星:タイタン、ヨーロッパ、そして小さなエンケラドゥスです。

それでは、火星はどうなのでしょうか?証拠を見てみましょう。
火星は最初は月のようなものだと考えられていました:クレーターがいっぱいで、乾燥していて、生命がない世界でした。
そして約15年前、私たちは火星に行って、火星の過去に水が存在し、それが地質を変えたのかどうかを見るための一連のミッションを開始しました。
私たちはそれを気づくはずです。
そして実際に、私たちはすぐに驚くことになりました。
私たちの高解像度の画像は、かつて火星に存在したデルタや河谷、くぼ地を示しています。

そして実際、キュリオシティ──約3年間も地表を移動し続けているんですよ。そこで私たちが驚いたのは、それが古代の川の流路に位置していて、水が急流で流れていたってことです。しかもね、それは一時的なものじゃなくて、おそらく何億年も続いていたみたいなんです。だから、すべての要素が揃っていた場合、有機物も含めて、おそらくそこに生命が始まっていた可能性があるんです。

それから、キュリオシティはその赤い土壌を掘り起こして、他の物質も持ち上げてきたんです。その結果、私たちは本当に興奮しました。なぜなら、それが赤い火星ではなく、灰色の物質だったんです。それをローバーに持ち込んで、味見をしたら、なんと!有機物の味がしたんですよ──炭素、水素、酸素、窒素、リン、硫黄、全部そろっていました。

だから、かつて水が豊富にあった火星は、おそらくたくさんの時間が経ち、生命が存在して発展していた可能性があるんです。そして、その生命が今でもそこに存在しているかどうかはわかりません。

でも、数年前には、いくつかのクレーターを調査し始めました。夏になると、これらのクレーターの側面に暗い線が現れるんです。調査を重ねるうちに、そのようなクレーターが増えていくのを見つけました。今では、1ダース以上の場所を知っています。

そして、数か月前、私たちはその童話が現実のものになったんですよ。世界に向けて、それらの線が何なのかを発表しました。それは液体の水なんです。これらのクレーターは夏に涙を流しているんですよ。液体の水がこれらのクレーターを流れ落ちているんです。

では、今後はどうするか──水が見つかった今。それは、火星が生命に必要なすべての要素を持っていることを示しています。かつては、北半球の約2/3が海だった可能性もあります。今でも、表面には液体の水があります。そして、有機物もあるんです。

それでは、次に何をするか、話していきましょう。私たちは、火星での生命の探索を開始するための一連のミッションを打ち上げる予定です。そして、今、それは以前よりもますます魅力的になっています。

太陽系を進むと、ここには小さな衛星エンケラドゥスがあります。これは伝統的な居住可能ゾーン、つまり太陽の周りの領域ではありません。これははるかに遠くにあります。この天体は、ケイ酸塩のコアの上に氷が覆っているはずです。

しかし、我々が見つけたものは何でしょうか?カッシーニは2006年以来そこにあり、数年後にエンケラドゥスを通過した後、私たち全員を驚かせました。エンケラドゥスは太陽系に水のシートを噴出し、それが月に戻ってきています。素晴らしい環境です。数ヶ月前、カッシーニはまた噴出物を通過し、ケイ酸塩の粒子を測定しました。

ケイ酸塩はどこから来るのでしょうか?それは海底から来るはずです。土星によって発生する潮汐エネルギーは、この月を引き裂き、圧縮して氷を溶かし、海を作り出します。しかし、それはまた、地核にも同じことをしています。地球でこれと同じことをする唯一のものは、熱水噴出孔です。

私たちの海の深部にある熱水噴出孔は1977年に発見されました。海洋学者は完全に驚きました。そして今、その下には何千もの噴出口があります。私たちは何を見つけますか?海洋学者たちは、これらの熱水噴出孔を見に行くと、水が酸性であろうとアルカリ性であろうと、そこには生命が溢れていることを発見しました。したがって、熱水噴出孔は地球上の生命の素晴らしい住処です。

エンケラドゥスはどうでしょうか?私たちは、それが水を持ち、それが長い期間水を持っていたと信じており、おそらく適切な有機物を持っているため、生命が存在する可能性がある場所だと考えています。そして微生物だけでなく、進化する時間があったので、もっと複雑なものかもしれません。

もう1つの非常に似た衛星はユーロパです。ガリレオは1996年に木星の系統を訪れ、ユーロパの素晴らしい観察をしました。ユーロパにも氷の下の地殻の海があることを知っています。ガリレオミッションはそれを教えてくれましたが、私たちはそれらを見ませんでした。数年前、ハッブルがユーロパを観察し、南半球の亀裂から水の噴出物を見ました。

これらの衛星は、通常の居住可能ゾーンとは呼ばれない領域にありますが、太陽系の外に液体の水が存在しています。そして、そこに有機物がある場合、生命が存在する可能性があります。これは素晴らしい発見の一連です。なぜなら、これらの衛星は数十億年にわたってこのような環境にあります。地球ではおよそ最初の5億年後に生命が始まりましたが、それを考えると驚くべきことです。これらの衛星は素晴らしいですね。

もう1つの注目すべき衛星はタイタンです。タイタンは土星の巨大な衛星です。おそらく水星よりもはるかに大きいかもしれません。広大な大気を持っています。それは非常に広大で、ほとんど窒素から成り、少量のメタンとエタンが含まれています。そのため、レーダーで透視しなければなりません。地表では、カッシーニが液体を発見しました。湖が見えます…実際、いくつかの場所では黒海のほぼサイズです。この領域は液体の水ではなく、メタンです。太陽系で生命が私たちと異なる場所である場合、水の代替物が他の溶媒であるとすれば、それはタイタンかもしれません。

さて、太陽系の外に地球以外の生命が存在するかどうかはわかりませんが、我々は熱心に追求しています。私たちが受け取っているデータは非常に興奮させ、私たちに新しい興奮させる方法でこれを考えさせています。私は私たちが正しい方向に進んでいると信じています。次の10年間で、私たちはその質問に答えるでしょう。そして、もし肯定的な答えが出れば、太陽系中にどこでも生命が存在することになります。それを考えるだけでも素晴らしいですね。私たちは一人ではないかもしれません。

ありがとうございました。

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