炭素質コンドライト

炭素質コンドライト
- クラス -
円形のコンドリュールが見られるアジェンデ隕石の断面。
タイプ	コンドライト
別名	Cコンドライト

炭素質コンドライトまたはCコンドライトは、少なくとも8つの既知のグループと多くの分類されていない隕石を含むコンドライト隕石のクラスです。これらには、最も原始的な既知の隕石が含まれています。Cコンドライトは、隕石落下のわずかな割合（4.6%）^[1]を占めるだけです。

有名な炭素質コンドライトには、アジェンデ、マーチソン、オルゲイユ、イヴナ、マレー、タギッシュレイク、サターズミル、ウィンチコムなどがあります。

Cコンドライトには、グラファイト、炭酸塩、アミノ酸などの有機化合物の形で比較的高い割合の炭素（最大3％）が含まれています。さらに、水と水の影響を受けて変化した鉱物が含まれています。^[2]

炭素質コンドライトは高温にさらされていないため、熱プロセスによってほとんど変化しません。アジェンデ隕石などの一部の炭素質コンドライトには、カルシウムとアルミニウムを豊富に含む包有物（CAI）が含まれています。これらは原始太陽系星雲から初期に出現し、凝縮した化合物であり、太陽系で形成された最も古い鉱物を表しています。^{[3] [4]}

CMコンドライト・マーチソンなどの原始的な炭素質コンドライトには、モアッサナイト（天然の炭化ケイ素）やナノメートルサイズの極小ダイヤモンドなど、太陽系では形成されなかったと思われるプレソーラー鉱物が含まれている。これらのプレソーラー鉱物は、太陽系が形成される物質の雲に入る前に、近くの超新星爆発時または脈動赤色巨星（より正確には、いわゆるAGB星）の近くで形成されたものと考えられる。このような星の爆発は圧力波を放出し、周囲の物質の雲を凝縮して、新しい物質の雲、恒星、惑星系の形成につながる。^[5]

もう一つの炭素質コンドライトであるフレンスブルク隕石（2019年）は、現在までに知られている限りでは若い太陽系における液体の水の最も古い発生の証拠を提供している。^{[6] [7]}

炭素質コンドライトは、起源となった母天体の種類を反映していると考えられる特徴的な組成に従ってグループ分けされています。これらの C コンドライト グループは現在、それぞれCX という標準的な 2 文字の名称で命名されています。ここで、C は「炭素質」を意味し (他の種類のコンドライトはこの文字で始まりません)、 X の部分に大文字が付きます。この文字は、グループ内の主要な隕石 (多くの場合、最初に発見される) の名前の最初の文字になることがよくあります。このような隕石は、落下した場所にちなんで命名されることが多く、グループの物理的性質について手がかりを与えません。グループCH (H は「高金属」を意味します) は、これまでのところ唯一の例外です。各グループの名前の由来については、以下を参照してください。

炭素質コンドライトのいくつかのグループ、特にCMグループとCIグループには、高濃度（3%～22%）の水^[8]と有機化合物が含まれています。これらは主にケイ酸塩、酸化物、硫化物で構成されており、鉱物ではオリビンと蛇紋石が特徴的です。揮発性有機化合物と水の存在は、これらが形成されてから大きな加熱（> 200 °C）を受けていないことを示しており、その組成は太陽系が凝縮された太陽系星雲の組成に近いと考えられています。他のグループのCコンドライト、例えばCO、CV、CKコンドライトは揮発性化合物が比較的少なく、これらのいくつかは親小惑星で大きな加熱を受けています。

このグループはイヴナ隕石（タンザニア）にちなんで名付けられ、太陽の光球で測定されたものに近い化学組成を持っています（ CIコンドライトに比べて太陽の光球では不足しているガス元素やリチウムなどの元素は除きます）。この意味で、これらは化学的に最も原始的な既知の隕石です。^[要出典]

CIコンドライトには通常、高濃度の水分（最大22%）^[8]と、アミノ酸^[9]およびPAH ^[10]の形の有機物が含まれています。水性変質により、含水フィロケイ酸塩、磁鉄鉱、および黒色マトリックス中に生じるオリビン結晶の組成が促進され、コンドリュールが欠如している可能性があります。これらは50°C（122°F）以上に加熱されていないと考えられており、太陽系星雲のより低温の外側部分で凝縮したことを示していました。

落下が観測された CI コンドライトは、イヴナ、オルゲイユ、アライス、トンク、およびレヴェルストークの 5 つです。他の 4 つは、南極で日本の現地調査隊によって発見されています。一般に、CI コンドライトは極めて脆いため、地球の風化の影響を非常に受けやすく、落下後は地球の表面に長く留まりません。

このグループは、ヴィガラーノ(イタリア)にちなんで名付けられました。これらのコンドライトのほとんどは、岩石学的タイプ3 に属します。

観測されたCVコンドライトの落下:

• アジェンデ
• バリ島
• ブハラ
• グロスナヤ
• カバ
• モコイア
• ヴィガラーノ

このグループはミゲイ（ウクライナ）にちなんで名付けられているが、最も有名なのは広く研究されているマーチソン隕石である。このタイプの落下物は数多く観察されており、CMコンドライトにはアミノ酸やプリン/ピリミジン核酸塩基などの複雑な有機化合物が豊富に含まれていることが知られている。^{[11] [12] [13]} CMコンドライトの有名な落下物：

• マーチソン
• サターズミル
• アグアス・サルカス^{[14] [15]}
• ジュビレット・ウィンセルワン
• ウィンチコム隕石

このグループはレナッツォ（イタリア）にちなんで名付けられました。最も有力な母天体候補は2 Pallasです。^[11]

観測されたCRコンドライトの落下:

• アル・ライス
• カイドゥン
• レナッツォ

その他の有名なCRコンドライト:

• ダル・アル・ガニ 574
• エル・ジュフ 001
• 北西アフリカ 801

「H」は「高金属」の略で、CHコンドライトには最大40%もの金属が含まれることがある。^[16]そのため、CHコンドライトはコンドライトグループの中で最も金属含有量が多いものの1つであり、CBコンドライトやNWA 12273などの分類されていないコンドライトに次いで2番目に多い。最初に発見された隕石はALH 85085である。化学的には、これらのコンドライトはCRグループやCBグループと密接に関連している。このグループの標本はすべて、岩石学的タイプ2または3にのみ属する。^[11]

このグループは最も代表的なメンバーであるベンカビン（オーストラリア）にちなんで名付けられました。これらのコンドライトは50％以上のニッケル鉄金属を含んでいますが、鉱物学的および化学的性質がCRコンドライトと強く関連しているため、メソシデライトには分類されません。 ^[11]

このグループはカルーンダ（オーストラリア）にちなんで名付けられました。これらのコンドライトはCOグループとCVグループと密接な関係があります。^[11]

このグループはオルナン（フランス）にちなんで名付けられました。コンドリュールのサイズは平均でわずか約 0.15 mm です。すべて岩石学的タイプ 3 です。

有名な CO コンドライトの落下:

• オルナン
• ケインサズ
• ウォーレントン
• 苔

有名な発見:

• ダール・アル・ガニ 749

2022年に最小標本数（5個）が記載された後に正式に認定される^{[17] 。 [18]} CLコンドライトは、タイプ標本のLoonganaにちなんで命名され、コンドライトが豊富で、金属が豊富で、揮発性物質が少ない。

最も有名なメンバー:

• タギッシュ湖
• タルダ

CI および CM 炭素質コンドライトに含まれる有機 炭素のほとんどは、不溶性の複合物質です。これはケロジェンの説明に似ています。ケロジェンに似た物質は、火星隕石ALH84001 (エイコンドライト)にも含まれています。

CM 隕石マーチソンには、96 種類を超える地球外アミノ酸と、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、極性炭化水素、フラーレン、複素環式化合物、カルボニル化合物、アルコール、アミン、アミドなどの化合物が含まれています。

炭素質コンドライト中のアミノ酸は、原始地球への有機化合物の輸送とその後の生命の発達を説明する理論にとって重要な意味を持つ。1969年にオーストラリアに落下して回収された直後、マーチソン隕石には、地球上では希少なα-アミノイソ酪酸やイソバリンなどの12種類の非タンパク質性アミノ酸に加えて、 5種類のタンパク質アミノ酸（グリシン、アラニン、バリン、プロリン、グルタミン酸）が含まれていることがわかった。 ^[19]それ以来、マーチソン隕石で特徴付けられたアミノ酸の数は96種類に増え、これには20種類の一般的な生物学的アミノ酸のうち12種類が含まれており、さらに数百種類が検出されているが、特徴付けられていない。^[20]陸上の土壌に存在するアミノ酸の多さは潜在的な汚染源となるが、マーチソンで特徴付けられたアミノ酸のほとんどは陸上では希少であるか存在しない。^[21]

アミノ酸は構造的にキラルである場合があり、これは、エナンチオマーと呼ばれる、重ね合わせることのできない２つの鏡像構造をとることができることを意味する。慣例的に、これらはグリセルアルデヒドとの類推から左利き（L）と右利き（D）と呼ばれている。生物はL-アミノ酸を使用するが、生物系では両方のエナンチオマーが同等に挙動するため、一方のエナンチオマーが他方よりも好まれる理由は明らかではない。^[22]陸上生物学とは対照的に、有名なミラー・ユーリー実験を含む初期の実験室研究では、アミノ酸は、D-エナンチオマーとL-エナンチオマーの等量（ラセミ）混合物として、さまざまな非生物的条件下で形成される可能性があることが示されている。^[23]したがって、特定のアミノ酸のエナンチオマー間の比率によって、生物的形成メカニズムと非生物的形成メカニズムを区別できる可能性がある。マーチソンによるアミノ酸の最初の特性評価では、キラルな例はすべてラセミ混合物中に存在し、非生物起源であることが示された。^[19]これは提案された合成経路と一致しており、CMコンドライト中のイソバリンや他のα-ジアルキルアミノ酸の形成は、エナンチオマーのラセミ混合物を生成するストレッカー合成に起因すると考えられている。^[24]

Ehrenfreundら（2001）^[9]は、CIコンドライトのイヴナとオルゲイユのアミノ酸はCMコンドライトよりもはるかに低い濃度（約30%）で存在し、β-アラニン、グリシン、γ- ABA、β-ABAが多く、 α-アミノイソ酪酸（AIB）とイソバリンが少ないという特徴的な組成であることを発見しました。これは、これらがCMコンドライトとは異なる合成経路で、異なる母天体で形成されたことを示唆しています。

最近では、いくつかの炭素質コンドライト由来のアミノ酸が、有意な L-エナンチオマー過剰で特定されています。マーチソン隕石とマレー隕石では、いくつかの非タンパク質 α-ジアルキルアミノ酸で 3 - 15% の L-過剰が見つかっています。^[25]それらが地球外起源であることは、生物系に存在しないことと、地球上の値と比較して¹³ C と重水素の重同位体が有意に濃縮されていることから示されます。 ^[26]さまざまな炭素質コンドライトグループで最大 20.5% の L-イソバリン過剰をさらに特徴付けたところ、ホスト隕石の熱水変質の増加が、観測された L-エナンチオマー過剰の増加と相関しているという仮説が裏付けられました。^[27] α-H アミノ酸の大きな L-過剰も報告されていますが、これは地球からの汚染の可能性があるため、より問題があります。^[28]分類されていないC2コンドライトであるタギッシュ湖には、最大約60%のL-アスパラギン酸過剰があり、炭素同位体測定では^13Cの顕著な濃縮により地球外起源であることが示されています。 ^[29]タギッシュ湖では、タンパク質構成アミノ酸に顕著なL-過剰とラセミ混合物の両方が見られ、グルタミン酸、セリン、トレオニンには約50～99%のL-過剰が見られ、アラニンはラセミでした。^[29]

炭素質コンドライト中に観測される地球外アミノ酸のL過剰は、エナンチオマーの結晶化挙動の相違によるものであると提案されている。^{[30]小惑星の変質を模倣した実験条件では、} 円偏光紫外線が結晶化アミノ酸でL過剰を生成することが示されており、これがキラル対称性の破れ（すなわち、あるエナンチオマーが他のエナンチオマーよりも優先されること）の主な地球外発生源であると考えられている。^[31]地球外アミノ酸ではLエナンチオマーの過剰のみが観測されていることは注目に値し、エナンチオマー濃縮の原因となる非生物的プロセスが、現在地球生命に観測されているLアミノ酸選択性の元々の発生源である可能性を示唆している。

NASAは、地球外生物の痕跡を区別するために、アミノ酸のエナンチオマー過剰が20%を超える「生命のラダー検出」の閾値を提案している。しかし、前述のように、最近の炭素質コンドライトの研究と補完的な実験調査により、非生物的経路によってさらに大きなエナンチオマー過剰が生成される可能性があります。生物起源のキラル非対称性（エナンチオマー過剰）を特定するために、Glavinら（2020）^{[30]は、キラル非対称性、軽い13 C同位体組成、および}構造異性体の単純化された分布という3つの基準を満たす必要があることを強調しています。地球外サンプルのアミノ酸の分布がキラル非対称であり、構造異性体の選択性を示し、関連する無機物質に比べて¹³ C、¹⁵ N、およびDの減少を伴うことが判明した場合、その生物起源の説得力のあるケースを作成できます。現在、 NASAやその他の宇宙機関が主導する炭素質小惑星（OSIRIS-RExなど）や火星からのサンプルリターンミッションに関心が集まっており、地球の汚染物質を含まないリターンサンプルのその後の分析は、太陽系内の潜在的な生物学的特徴を発見する絶好の機会となるでしょう。

• 隕石学用語集
• 隕石鉱物一覧

• 宇宙生物学、天文学、宇宙飛行の百科事典の炭素質コンドライト
• ギルモア、I.; ライト、I.; ライト、J. (1997)。地球と生命の起源。ブレッチリー：オープン大学。ISBN 978-0-7492-8182-3。

ウィキメディア・コモンズには、炭素質コンドライトに関連するメディアがあります。

• オーストラリアの隕石からの炭素質コンドライト画像 - Meteorites.com.au