火星隕石

火星隕石（SNC隕石）
— クラン —
火星隕石EETA79001、シャーゴッタイト
タイプ	アコンドライト
サブグループ	シャーゴタイト ナクライト シャシナイト 斜方輝石岩 玄武岩角礫岩
親体	火星
既知の標本総数	2020年9月15日現在277人[1][アップデート]
火星隕石NWA 7034は「ブラックビューティー」の愛称で呼ばれ、重さは約320g（11オンス）である。[2]

火星隕石は火星で形成され、衝突によって火星から放出され、惑星間空間を横断して地球に隕石として落下した岩石です。2020年9月現在^{[アップデート]}、277個の隕石が火星起源と分類されており、分類されている72,000個の隕石の0.5%未満です。^[1]最大の完全な未切断の火星隕石であるタウデニ002 ^[3]は、 2021年初頭にマリで回収されました。重さは14.5キログラム（32ポンド）で、メイン州鉱物宝石博物館に展示されています。

火星隕石には、シャーゴッタイト、ナクライト、シャシナイトの3つのグループがあり、まとめてSNC隕石と呼ばれています。その他の火星隕石は分類されていません。これらの隕石は、火星の岩石や大気ガスと似た元素組成と同位体組成を持っているため、火星起源と解釈されており、火星を周回する宇宙船、地表着陸機、ローバーによって測定されています。^{[4] [5]この用語には、火星で発見された}ヒートシールドロックなどの隕石は含まれません。

1980年代初頭までに、SNCグループの隕石（シャーゴッタイト、ナクライト、シャシナイト）が他のほとんどの隕石タイプとは大きく異なることが明らかになりました。これらの違いには、形成年代が若いこと、酸素同位体組成が異なること、水性風化生成物が存在すること、1976年にバイキング着陸船が火星表面の岩石を分析した際に得られた化学組成とある程度類似していることなどがありました。数人の科学者は、これらの特徴からSNC隕石の起源は比較的大きな母天体、おそらく火星にあると示唆しました。^{[6] [7]}

その後 1983 年、EET79001 シャーゴッタイトの衝突で形成されたガラスに閉じ込められたさまざまなガスが報告されました。これらのガスは、バイキングが分析した火星の大気のものと非常によく似ていました。^[8]これらの閉じ込められたガスは、火星起源の直接的な証拠となりました。2000 年、トレイマン、グリーソン、ボガードによる論文では、SNC 隕石 (当時 14 個が発見されていました) が火星由来であると結論付けるために使用されたすべての議論の概要が示されました。彼らは、「SNC が火星由来でない可能性はほとんどないようです。他の惑星由来であった場合、現在理解されている火星と実質的に同一である必要があります。」と書いています。^[4]

2018年4月25日現在、火星隕石207個のうち192個が、シャーゴッタイト（169個）、ナクライト（ 20個）、シャシナイト（ 3個）、その他（15個）（オルソパイロクセナイト（OPX）アランヒルズ84001と10個の玄武岩質角礫岩隕石を含む）の3つの珍しいアコンドライト（石質）隕石のグループに分類されています。 ^[1]そのため、火星隕石全体はSNCグループ（ / s n ɪ k /と発音）と呼ばれることもあります。^[9]これらの同位体比は互いに一致していますが、地球起源とは一致していません。名前は、そのタイプの最初の隕石が発見された場所に由来しています。

火星隕石のおよそ4分の3はシャーゴッタイトに分類できる。シャーゴッタイトは、1865年にインドのシェルガティに落下したシャーゴッティ隕石にちなんで名付けられた。 ^[10]シャーゴッタイトは、苦鉄質から超苦鉄質の岩相の火成岩である。結晶の大きさと鉱物含有量に基づいて、玄武岩質、かんらん石質（ 2011年にモロッコで発見されたティシングループなど^{[11] [12]}）、レルゾライト質シャーゴッタイトの3つの主要なグループに分類される。また、希土類元素の含有量に基づいて、3つまたは4つのグループに分類することもできる。^[13]これら2つの分類システムは互いに一致しておらず、シャーゴッタイトが形成されたさまざまな根源岩とマグマの間に複雑な関係があることを示唆している。

シャーゴッタイトは1億8000万年前に結晶化したとみられるが^[15] 、火星の表面の大部分がいかに古いか、また火星自体の大きさが小さいことを考えると、これは驚くほど若い年代である。このため、シャーゴッタイトはこれよりずっと古いという考えを主張する者もいる^[16] 。この「シャーゴッタイトの年代パラドックス」は未解決のままであり、現在も活発な研究と議論が続いている。

直径58.5kmの300万年前のクレーター、モハーベがこれらの隕石の潜在的な起源であると示唆されてきた。^[17]しかし、2021年に発表された論文はこれに異議を唱え、代わりに直径28kmのクレーター、トゥーティング、またはおそらくクレーター09-000015が、110万年前に噴出した枯渇したオリビン-フィリックシャーゴッタイトのクレーター起源であると提案している。^{[18] [19]}

ナクラ隕石は、1911年にエジプトのアレクサンドリアのエル・ナクラに落下し、推定重量が10kgだった 最初の隕石であるナクラ隕石にちなんで名付けられました。

ナクライトは、1416±700万年前から1322±1000万年前までの約9000万年にわたる少なくとも4回の噴火で生じた玄武岩質マグマから形成された、輝石を多く含む火成岩である。 ^[20]輝石とカンラン石の結晶が含まれている。火星のさまざまな地域のクレーターカウント年代と比較した結晶化年代は、ナクライトがタルシス、エリシウム、またはシルティス・マジョール平原のいずれかの大規模な火山構造で形成されたことを示唆している。^[21]

ナクライトは6億2000万年前には液体の水で満たされており、1075万年前に小惑星の衝突によって火星から噴出したことが分かっている。そして、ここ1万年以内に地球に落下した。^[21]

最初のシャシナイトであるシャシニー隕石は、1815年にフランスのオート＝マルヌ県シャシニーに落下しました。これまでに発見されたシャシナイトは他に1つだけあり、北西アフリカ（NWA）2737と名付けられています。NWA 2737は、 2000年8月にモロッコまたは西サハラで隕石ハンターのブルーノ・フェクタイとカリーヌ・ビドーによって発見され、暫定的に「ディドロ」と名付けられました。ベックら^[22]は、その「鉱物学、主要および微量元素の化学、酸素同位体から、火星起源であることは明らかであり、シャシニーとの強い類似性があることが示された」ことを示しました。

これらのうち、有名な標本であるアランヒルズ 84001 は、他の火星隕石とは異なる岩石タイプを持っています。それは、斜方輝石(主に斜方輝石で構成された火成岩) です。このため、この隕石は独自のグループ「OPX 火星隕石」に分類されています。この隕石は、電子顕微鏡で細菌のような生命体の化石化した残骸と考えられる構造が明らかになった後、大きな注目を集めました。2005 年現在、微化石は火星生命の兆候ではなく、地球のバイオフィルムによる汚染を示すものであるというのが科学的コンセンサスでした。ALH 84001 は、玄武岩および中間シャーゴッタイト グループと同じ年齢、つまり 41 億年前のものです。^{[引用が必要][アップデート]}

2004年3月、1980年12月3日にイエメンに落下したユニークなカイドゥン隕石^[23]は、火星の衛星フォボス^[24]で発生した可能性があると示唆された。フォボスはC型小惑星と類似点があり、カイドゥン隕石は炭素質コンドライトであるため、カイドゥンは厳密な意味での火星隕石ではない。しかし、火星表面の物質の小さな破片が含まれている可能性がある。

2011年にサハラ砂漠で発見された火星隕石NWA 7034（愛称「ブラックビューティー」）は、地球上で発見された他の火星隕石の10倍の水分含有量を持っています。 ^[2]この隕石には44.2±0.07億年前（10億年前）の成分が含まれており、^{[25]火星の}アマゾン地質時代に加熱されました。^[26]

1986年に中国のダヤンポに落下した隕石には、「エルゴレサイト」と呼ばれる地球上に存在しないケイ酸マグネシウム鉱物が含まれていた。^[27]

SNC隕石の大部分は、他の隕石に比べてかなり新しく、火星で火山活動があったのはほんの数億年前だったことを示唆しているようだ。火星隕石の形成年代が若いことは、火星のような惑星が起源であることを示唆する初期に認識された特徴の1つだった。火星隕石の中で、放射年代が約14億年前（Ma = 百万年）より古いのは、ALH 84001とNWA 7034だけである。すべてのナクライト、シャシニー、NWA 2737は、さまざまな放射年代測定技術によって決定された約13億年前の形成年代と、ほぼ同一ではないにしても類似している。^{[15] [28]}多くのシャーゴッタイトの形成年代は変動性があり、はるかに若く、ほとんどが約1億5000万年から5億7500万年前である。^{[15] [29] [30] [31]}

シャーゴッタイトの年代的歴史は完全には解明されておらず、一部の科学者は、実際には放射年代で示される時代よりも前に形成された可能性があると示唆しているが^[32]、ほとんどの科学者はこれを受け入れていない。SNC 隕石の形成年代は、宇宙線曝露 (CRE) 年代と関連付けられることが多い。これは、宇宙空間で隕石が高エネルギー宇宙線粒子と相互作用した際に生成される核生成物から測定される。したがって、測定されたナクライトはすべて、約 11 Ma という本質的に同一の CRE 年代を示しており、これが同一の形成年代である可能性と組み合わせると、単一の衝突イベントによって火星の単一の場所からナクライトが宇宙空間に放出されたことを示している。^[15]また、シャーゴッタイトの中には、CRE 年代と形成年代によって異なるグループを形成するものもあるようで、これもまた、単一の衝突によって火星から複数の異なるシャーゴッタイトが放出されたことを示している。しかし、シャーゴッタイトのCRE年代は大きく異なり（約0.5～19 Ma）、^[15]既知のシャーゴッタイトをすべて放出するには、複数の衝突イベントが必要です。火星には火星隕石の供給源の候補となる大きな若いクレーターは存在しないと主張されていましたが、その後の研究では、ALH 84001の供給源である可能性があり、^[33]他のシャーゴッタイトの供給源の可能性があると主張されました。^[34]

2014年の論文では、数人の研究者が、すべてのシャーゴッタイト隕石は火星のモハベクレーターから来たものだと主張した。^[17]

火星から地球への移動に要した時間は、宇宙放射線が隕石に与える影響、特に希ガスの同位体比を測定することで推定できる。隕石は火星での個別の衝突イベントに対応すると思われるファミリーに集まっている。隕石はすべて、数百万年ごとに火星で比較的少数の衝突によって発生したものと考えられている。衝突物の直径は数キロメートルで、火星に形成されるクレーターの直径は数十キロメートルになる。火星への衝突モデルはこれらの発見と一致している。^[35]

これまでに判明した衝突後の年齢には^{[36] [37]が含まれる。}

火星隕石のいくつかには、火星生命体の化石の証拠と思われるものが含まれていることが発見されています。これらの中で最も重要なのは、南極のアラン丘陵で発見された隕石( ALH 84001 ) です。火星からの噴出は約 1,600 万年前に起こったようです。地球に到着したのは約 13,000 年前です。岩石の亀裂は、40 億年前から 36 億年前の間に炭酸塩物質で満たされたようです (地下水が存在したことを意味します)。多環芳香族炭化水素(PAH) の証拠が確認されており、そのレベルは地表から離れるにつれて増加しています。他の南極隕石には PAH が含まれていません。地球の汚染はおそらく地表で最も高いはずです。亀裂充填物内のいくつかの鉱物は段階的に堆積しており、具体的には鉄は磁鉄鉱として堆積しており、これは地球上の生物堆積の典型であると言われています。また、亀裂充填物の炭酸塩物質には、ナノバクテリアの化石である可能性のある小さな卵形や管状の構造物も存在する（研究者：マッケイ、ギブソン、トーマス・ケプルタ、ザレ）。 ^{[38]重要な陸上細菌群集をいくつか記述した}微古生物学者ショップは、ALH 84001 を調査し、その構造は地球の細菌にしては小さすぎるため、特に生命体のようには見えないとの見解を示した。物体のサイズは地球の「ナノバクテリア」と一致しているが、ナノバクテリアの存在自体はほとんど信用されていない。^{[39] [40]}

多くの研究が化石の妥当性に異議を唱えた。^{[41] [42]}例えば、隕石に含まれる有機物のほとんどは地球起源であることがわかった。^[43]しかし、最近の研究では、隕石に含まれる磁鉄鉱は火星の微生物によって生成された可能性があることが示唆されている。地球化学および隕石学会誌に掲載されたこの研究では、1996年当時よりも高度な高解像度電子顕微鏡が使用された。^[44]磁鉄鉱が生物起源であるという主張の重大な問題は、それらの大多数がホスト炭酸塩とトポタクティック結晶学的関係を示していること（つまり、磁鉄鉱と炭酸塩格子の間に3D配向関係がある）であり、これは磁鉄鉱が物理化学的メカニズムによってその場で成長したことを強く示唆している。^[45]

水は生命の存在を示すものではないが、地球上で発見された隕石の多くには水が含まれていることが示されており、その中には火星の地質学的歴史におけるアマゾン期に形成されたNWA 7034も含まれる。 ^[46]火星の表面に液体の水が存在することを示すその他の兆候（繰り返し出現する斜面線など^[47]）は惑星科学者の間で議論の的となっているが、火星隕石によって提供された以前の証拠と概ね一致している。存在する液体の水は、生命を維持するには少なすぎる可能性が高い。

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• 隕石学用語集
• 火星隕石リスト（地球上）
• 火星の隕石リスト
• リトパンスペルミア（地球上の生命は火星隕石に付着した微生物として到来した可能性があるという推測を含む）
• 火星サンプルリターンミッション

一般的な

ウィキメディア・コモンズには、火星隕石に関連するメディアがあります。

• 火星隕石のリスト
• 火星隕石ホームページ (JPL)
• 火星隕石の解剖ポスターと情報パケット
• 火星隕石の問題について
• 惑星科学研究の発見のアーカイブ | PSRD