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Index　序章　一章　二章　三章　四章　終章　

第四章　太陽系に生命を求めて

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　　　1　火星生命の夢と現実 top

　地球以外にも生命の存在する星はあるのだろうか、という疑問は、古くから多くの人々の心をとらえてきた大きな問題である。
　それは、「あるのではないか」「いや、あるにちがいない」という、願望に近いものにまで高められてきたともいえる。
　近代天文学の基礎をきずいたケブラーやハーシェルでさえも、月にすむ生物について空想をめぐらせた。
　そしてとりわけ、地球以外に生命の存在する可能性の最も高い天体として、多くの人たちの関心の的になってきたのは火星であった。
　火星にははたして生命は存在するのだろうか。
　この古くからの疑問は、いま新しい情報をふまえて科学者たちがまじめに取組む問題になってきたのだ。
　まずは火星生命の問題から話をはじめよう。

　火星の生命を追い求めた人

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　ローウェルが観測を開始した一八九四年の春は、ちょうど火星最接近の年にあたっており、観測には絶好の時期であった。
　彼はたちまちのうちに多数の線状模様を認めるようになり、その数は日ごとに増えていった。
　今日残されているローウェルの火星地図には、まるで網の目のように縱横にはしる線状模様が、数えきれないほどかき込まれている。
　最初イタリア語でカナリ（水路）とよばれたこの線状模様が、英語のキャナル（運河）と言い換えられたこととあいまって、ローウェルの思考は大きく飛躍する。
　このような規則的な線状模様こそ、人工的なもの、つまり運河ではないのか。
　これをつくった生き物は、きっと高度な文明をそなえた知的生物にちがいない」という結論である。
　この人工運河説は、今日の目からみれば、ローウェルの一方的な思い込みによる独断としかいいようのないものである。
　しかし、このような説が生まれ、数々の批判にさらされながらもそれなりに支持者を得たのは、産業革命以後蒸気船の発明などとともに発展してきた輸送手段の変革とも、無縁ではないように思われる。
　当時の地球上では運河の建設ラッシュを迎えており、一八六九年のスエズ運河の完成につづいて、パナマ運河をはじめ多くの運河の建設計画がすすめられていた。
　人間の力によって自然を改造し、より豊かな文明を築き上げることが、知的生物の活動の象徴であるかのように思われていたからである。
　人々は（そしてローウェル自身も）、火星の運河に建設事業の理想像を思いえがいたのかもしれない。
　人工運河説を展開したローウェルは、火星表面の暗い模様が季節によって変化することにも目を向けた。
　暗色部は望遠鏡では緑色がかってみえ、夏が近づくにつれて濃くなるとともに分布も広がる。
　逆に冬には色あせて分布もせまくなる。このような変化は植物が生育していることを示すものだと考えたのだ。
　いくつもの運河が交差して斑紋状に見えるところも、運河を通って流れてきた豊富な水で成長した植物地帯だと考え、これをオアシスとよんだ。

　こうして明け方までには九一個の流星を数えることができたという。
　こんな楽しい留学生活を終えて帰国したチーホフは、一九〇六年からプルコボ天文台で流星や変光星の観測に取組むようになり、やがてスペクトル観測の第一人者になっていった。
　その彼が火星の生命に関心を向けるようになったのは、一九〇九年の火星接近のころからである。
　彼は、生命が自然界の物質進化の産物ならば、それは地球に限られるものではないだろうこと、また、様々な環境条件にたいする生命の適応性は非常に大きいものであることにも注目した。
　そこで、もし火星に生命の存在することが明らかにできれば、それは生命の普遍性と適応性を証明することになると考えたのである。
　チーホフは、火星の暗色部が植物である証拠を、得意のスペクトル観測を駆使してつかもうと試みた。
　地球上の葉緑素を含む緑色植物の反射スペクトルは、可視から赤外領域にかけていくつもの特有の吸収帯をもつ。
　また赤外域では光の反射率が急激に上がる。ところが火星の暗色部にはこういった特徴がなく、赤外線写真でも黒くうつってしまう。
　この事実は、火星の暗色部の植物説にたいする反証というばかないものだ。
　だがしかし、ここでチーホフは気づく。極地や高山の寒冷な気候のもとに生育する植物では、赤外線の反射率が格段に低くなるのである。
　寒冷地の生き物にとっては、熱子不ルギーを得るために赤外線を吸収する必要があるからだ。
　こうしてチーホフらのグループは、極地に生える植物の反射スペクトルを精力的に調べ、火星植物の可能性を追求していったのであった。
　チーホフが植物説を証明しようとした火星の暗色部は、まだ実態が必ずしも十分解明されているわけではないが、未風化の岩石や土壌の色をしめすものであることは、ほぼ確かなようである。
　従ってチーホフの考えは今日では成り立だないことになる。
　しかしここで注意しておきたいのは、チーホフは火星の暗色部を植物地帯だと結論づけたことは一度もなく、その可能性を追求しただけであること、本当の事実の解明は将来の火星探査に待だなければならない、とのべていることである。
　（これはチーホフの名誉のためにぜひ記しておきたい。俗説の孫引きで間違ったことが伝えられているのは困ったものである）。
　また、彼がすすめた樞物の寒冷地における適応の研究は、今日にいたるもその意義は失われていない。

　火星隕石に見つかった生命の痕跡（？）

　多くの人々の関心と議論をよんだ火星生命の問題は、二〇世紀も半ばをすぎるころになるとだいぶ様相が変わってきた。
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　観測と研究の進歩によって、火星が思いのほか寒くきびしい世界であることがわかってきたからで、さすがに火星人のような知的生物の存在をまじめに考える人はいなくなった。
　しかしその一方で、進化した知的生物とまではいかなくとも、バクテリアのような微生物ならいてもよいのではないか、という考えは今も根づよく続いている。
　一九七六年に火星に着陸したバイキング1号と2号のそもそもの主要目的は、こうした微生物の探査にあったのである。
　バイキング着陸船には、生命活動を探知するための三つの実験装置が搭載された。第一は「熱分解放出実験装置」とよばれるものだ。
　土壌中に光合成を行う微生物がいれば、二酸化炭素をとり込むはずだから、二酸化炭素をあたえた後で土壌を加熱すれば、熱分解によって生じた炭素が出てくるだろう。
　それを炭素の放射性同位体（で検出しようというのである。
　第二は「ラベル放出実験装置」で、火星の土壌に栄養分となる炭素を含む溶液をふりかけ、それを土壌中の生物がとり込んで分解したとき放出される炭素を調べようというものである。
　このときも生命活動の目印として放射性同位体（）が用いられる。
　そしてもう一つは「ガス交換実験装置」で、生物の呼吸作用を調べるものである。
　土壌中に微生物がいれば、呼吸作用で酸素が消費され、二酸化炭素が増えるはずだから、その量の変動を測って生物の有無を調べようというわけである。
　これら三つの装置による生命探査実験は、いずれも首尾よく遂行された。
　初めのうち、生命活動の証拠を思わせるような反応が出て科学者たちは色めき立ったが、実験を重ねるうちに生命活動の徴候は全く現れなくなってしまった。
　またこの三つの実験のほかに、質量分析計による土壌中の有機物の検出も試みられたが、これも否定的結果に終わった。
　このようなわけで、バイキングの実験からみる限り、火星に生命が存在する証拠はないと結論されたのであった。
　これ以来、火星生命の夢は絶たれたかのような雰囲気がただよいつつ、二〇年の歳月が流れたのであるが、ものごとには必ず何か新しい転機が訪れるものだ。
　一九九六年八月、アメリカ航空宇宙局（ＮＡＳＡ）は、“火星に原始生命の痕跡発見”という衝撃的な発表を行ったのである。
　火星から来た隕石（火星起源隕石）の一つに、生命の痕跡と思われる証拠を見出したというのだ。
　では、その火星起源隕石とは何か。まずそこから話をけじめよう。隕石の大部分は小惑星帯を起源としているが、この二〇年ほどの間に、月や火星の岩石も地球に飛来していることがわかってきた。
　火星起源隕石は、大昔火星に小天体が衝突したとき、火星の地殻をつくる岩石が破砕されてその破片が大気圏外にまではじき出され、それが宇宙空間をただよっている間に地球の重力圈にとらえられ、地上に落下してきたものである。
　これまでのところ（一九九九年十一月現在）確かなもの一四個が知られている。
　これらが火星から来たと判断される根拠はいくつかあるが、決定的な証拠となったのは、この隕石の中に閉じこめられていた気体の組成が、バイキング着陸船で明らかにされた火星大気の組成（とくに希ガスの同位体比）と非常によく一致したことである。
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　さて、問題の生命痕跡と思われるものが見つかった火星隕石は、一九八四年に南極のアラッヒルズでアメリカ隊が発見したＡＬＨ84001と名づけられた隕石であった（ＡＬＨはアランヒルズの略。84001は一九八四年に発見された隕石の第一号の意味）。
　重量一・九kg、ジャガイモ大の隕石で、地球上の玄武岩によく似た組成をもっている。
　一般に火星隕石の年齢は若いが、この隕石に限っては例外的に古くて約四五億年の年齢をもち、一六〇〇万年前に火星からはじき出されて一万三〇〇〇年ほど前に南極大陸に落下したものであることがわかった。
　このＡＬＨ84001は、隕石中の割れ目をみたすように炭酸塩鉱物（カルシウムに富む鉱物が二酸化炭素を溶かしこんだ水の中で分解して二次的に生成した鉱物）をたくさん含むことが、前から知られていたが、今回その中にいくつかの注目すべきものが見つかったのである。
　その第一は、多環式芳香族炭化水素（polycyclic aromatic hydrocarbons　略称ＰＡＨ）という、ベンゼン環がたくさん結びついた有機化合物の存在である。
　また、磁鉄鉱や硫化鉄の微細な結晶も見出された。これらの物質は生物体が分解したあとに残ることの多い化合物ではあるが、生命活動とは無関係につくられるものもあるから、これだけでは生命存在の証拠にはなりえない。
　とはいえ、磁鉄鉱や硫化鉄の極微細な結晶が、バクテリア類のつくり出すものときわめてよく似ていることも確かなのだ。
　またＰＡＨ中の炭素の同位体比（／）は、地球上の生物の値とよく似ていて、無生物的にできた炭酸塩岩中の値上りも小さいのである。
　これも生命の証拠らしくみえる。

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　活発な議論は今もなお続いており、賛否相半ばしているのが現状である。
　最近は他の火星隕石からも生命活動の痕跡らしいものが見つかり始め、議論はさらにエスカレートしそうな気配である。
　火星の生命痕跡についてのきちんとした結論を出すためには、何よりも隕石からの証拠だけではなく、火星の岩石や土壌そのものを持ち帰って直接調べることが、どうしても必要になってくるだろう。

　火星生命探査の課題

　火星に原始生命か誕生したことが確かだとすれば、それらは火星の堆積物中に、化石として保存されている可能性が高いだろうと考えられる。
　では火星のどんな場所に、原始生命の化石が残されているのだろうか。
　火星では太古の昔には豊富な液体の水かおり、それらはあちこちに水たまりをつくっていたのではないかと考えられている。
　クレーターの内部が湖になっていたと思われるところも多いし、北半球の低地帯には広大な海が存在した時期もあるらしい。
　生物の遺体が含まれているところといえば、このような場所に堆積した地層の中であろう。
　その中で、微生物の化石を含む可能性が最も高いと考えられているのは、干上がった湖盆を埋めている、粘土分に富む頁岩や、炭酸塩岩のような蒸発岩といった、粒子の細かい堆積岩である。
　バクテリアなどの微生物が長期間化石として保存されるためには、生物の遺体が、埋没後の様々な物理的、化学的変化に耐えて保護されなければならない。
　このような条件を一番よくそなえているのが、これらの岩石なのである。
　また、玄武岩のような火山岩中の空洞や割れ目をみたしている、水のある環境で形成された鉱物（ＡＬＨ84001の炭酸塩がまさにこれにあたる）や、生命にとっての上限温度である約一三〇℃以下の環境で生成した熱水堆積物（温泉などにみられる堆積物）も、微生物の化石が含まれる場所として有力視されている。
　とくに、熱水堆積物に含まれる変質した珪酸塩鉱物や炭酸塩鉱物、金属の酸化物や硫化物などは、特有のスペクトルをしめすことが多いので、火星周回軌道上からの遠隔探査が可能である。
　すでに、一九九七年末に火星に到着した探査機マーズダローバルサーペイヤーは、熱放射分光計を用いた火星表面の鉱物組成探査をつづけ、多くの重要なデータをもたらしている。
　このような探査は、これからの火星探査機の着陸場所の選定に大きく役立っていくはずである。
　そして二一世紀のそう遠くない時期に、火星のサンプルリターンが実現することになるだろう。
　ところで、火星の原始生命は、化石として地層に保存されているだけなのであろうか。今でも生きのびているものはないのだろうか。
　現在の火星の素面には液体の水はなく、生命が存在できる環境ではない。
　しかし、地下の深部にはまだ液体の水が残されているかもしれず、このようなところで生命が発生し、生き続けている可能性は大いに考えられることだ。
　最近地球上では、地下数千mに達する深部にまで、特殊な微生物の生息していることが確かめられるようになった。
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　たとえば、アメリカのワシントン州に広がるコロンビア川玄武岩台地では、深部の玄武岩のすき間をみたす水の中に、二酸化炭素と水素のような無機物から有機化合物を合成して生きている微生物が発見されている。
　この事実は、火星における生命存在の可能性を大きく広げ、新しい展望を開くものと期待されている。
　しかしながら、こうした地下深部の生命をさぐるためには、いまのところ深部ボーリングに頼るはかはないであろう。
　地球上ではすでに一万mをこえる深部ボーリングに成功している人類にとって、それは火星でも技術的に不可能なことではない。
　とはいっても、このような大事業は、無人探査機ではとうていなし得ないことで、やはり人間が火星に行って実施するほかはないと思われる。
　結局のところ、火星の生命探査の最終目標は、人間を火星に送りこみ、人間の目と手足で綿密な地質調査を行うこと以外に、最良の方法はないと私は考えている。

　　　２　生命の素材は宇宙にいっぱい top

　最近の太陽系探査の進展は、火星以外にも生命存在の可能性のある天体を見つけ出すようになった。
　また、生命の素材ともいうべき有機物は、宇宙のあちこちに広く分布していることも明らかになってきた。
　このことは、地球の生命がどのようにして生まれたのか、つまり地球上の生命の起源の問題とも深くかかわってくる。
　別のいい方をすれば、生命の起源の問題も宇宙的な視野で考えなければならなくなってきたといえるのである。
　最後に、生命の材料を宇宙に訪ねながらこの問題を考えてみたいと思う。

　太陽系の小天体は有機物の宝庫

　一九六九年九月二八日の昼前のこと、オーストラリアのビクトリア州マーチソンの町の上空に大火球が出現した。
　日曜日だったこの日、人々の多くが教会に出かけていた間のできごとであった。
　大火球は燃えつきることなく町中に突入し、ばらばらにくだけて広い範囲に飛び散った。
　ただちに隣近所総出の隕石集めが始まり、数百個、総重量一〇〇�s近い隕石片が集められたのだった。
　のちにアミノ酸の検出で話題になったマーチソン隕石落下当時の様子である。
　一九六九年といえば、アポロ11号が月面に着陸し、史上初めて月の岩石が持ち帰られた年である。
　そして同じ年、太陽系の起源の研究に重要な役割を演じたアエンデ隕石がメキシコに落下、また南極隕石が発見され出したのもこの年である。
　まことにふしぎなめぐり合わせの年であった。
　さて、マーチソン隕石は炭素質コンドライトとよばれる始源的な隕石の仲間で、分析の結果、何種類ものアミノ酸やＰＡＨなど、多くの有機物が検出された。

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　第二章でものべたように、彗星のうちの短周期彗星の多くは、海王星軌道の外側に広がるエッジワース・カイパーペルト天体（えくぼ）を起源にしているとみられているが、このえくぼ天体やそれと深いつながりがあるケンクウルス族の小天体などにも、有機物を含むものが多いことが、スペクトル観測からわかってきた。
　また、小惑星帯の外側部分は、スペクトルのうえから炭素質コンドライトによく似た組成をしめずＣ型小惑星が多く、それも有機物をたくさん含む天体だと考えられる。
　さらに木星型惑星の氷衛星の多くにも、有機物はかなり存在するようである。
　彗星や小惑星の分解で生ずる微小な惑星間塵も、有機物の分子を含んでいるものが多い。
　さあ、こう見てくると、有機物は太陽系ではいたるところにあり、最もありふれた物質のたぐいたということになる。
　生命の素材物質は宇宙に満ちあふれている、といっても過言ではないのだ。

　生命の存在と発生の条件

　ところで、素材が宇宙にいっぱいあるからといって、それらからすぐに生命が誕生するわけではない。
　生命の発生とか宇宙の生命とかいったことを考えるにあたっては、まず、“生命とは何か”ということをきちんと知っておかなければならない。
　地球上の生命（生物）は、生存に必要なエネルギーを得るために栄養分（食物）を外から取入れ、不要物を体外に排出する作用（物質代謝）を行っている。
　また、自己複製によって子孫を伝えていくという特質ももっている。
　こうしたはたらきをきちんと行うためには、やわらかい膜でつつまれた体の構造（基本単位は細胞）が好都合だろうし、何よりも液体の水が必要不可欠である。実はこのような地球生物の体をつくるのに一番適した材料が有機物なのである。
　有機物とはすなわち炭素化合物のことである（ただし、一酸化炭素ＣＯ、二酸化炭素ＣＯ2などの単純な化合物は無機物として扱われる）。
　炭素原子はいくつもくっついて長く鎖のようにつながる性質があり、それぞれの炭素原子にまた水素原子やいろいろな分子がくっついて、しだいに複雑な有機物をつくる。
　メタンＣＨ4から始まって、アミノ酸やたんぱく質、核酸などの複雑な炭素化合物はみな有機物である。
　このことからわかるように、地球の生命体は炭素が基本になっているので、ご灰素型生命ガともよばれる。
　それならば、生命というのは炭素型が唯一のものなのであろうか。
　元素の周期表をみると、同族の元素として、炭素、珪素、ゲルマニウムなどが並んでいる。
　これらは化学的に性質のよく似た元素である。
　そのためか、ＳＦ小説などにはよく珪素型生命が登場する。
　しかし、珪素は炭素に比べると結合の力が弱く、炭素のように長い鎖をつくることができない。
　従って、有機物に相当するような多様な化合物はできそうにないのである。
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　炭素も珪素も宇宙ではごく普通にみられる元素であるから、両者が共存しているような場所（地球もまさにそうである）では、どちらをとるかということになれば、化学的に有利な性質をもつ炭素から生命がつくられるだろうことは、むしろ当然のように思える。
　こんなわけで、ここでは炭素型生命以外のものは一応除外して考えることにする。
　さて、生命が発生し、生き永らえていくためには、液体の水の存在する場所がなければならない。
　それは主として太陽からの距離によってきまると考えることができる。
　その点からすると、太陽系の中で地球ほど恵まれた位置はないのだ。
　火星と金星も、かっては海が存在した可能性があるから、過去のある時期には生命に好適な環境があったとみてよいだろう。
　このことから考えると、私たちの太陽系では、火星と金星の軌道にはさまれた領域が生命の最適生存帯(habitable zone）ということになろう。
　ではこれ以外の場所では、生命の存在は許されないのだろうか。
　いな、実は意外な穴場がありそうなのだ。
　一九七九年のボイジャー1号と2号の探査以来、木星のガリレオ衛星の一つ、エウロパの氷地殻の下には、液体の水の層（いわば海）があると考えられるようになった。
　その海は、一九九五年からのガリレオ号の探査で、地球の海水に似た塩水である可能性が高くなった。
　そこでこのような地下の海でも、エウロパ内部からのエネルギーが供給されれば生命が誕生し、今でも生息しているかもしれないと考えられるのである。
　地球でも、深海底の熱水噴出孔のまわりに、熱水に含まれる硫化物などをエネルギー源にして生活している生物がいるからだ。
　ＳＦ界の神様のように慕われているイギリスのＳＦ作家で文明批評家でもあるアーサー・Ｃ・クラーク（一九一七〜）は、『2010年宇宙の旅』の中で、エウロパの氷原の割れ目からはい出してきた海草のような、しかし動物のごとく動く奇妙な生命体をリアルに描き出している。
　クラークの空想が現実のものとなる日がくるだろうか。
　もう一つ、生命の存在がうわさされている天体に、土星の衛星タイタンがある。
　タイタンは水星ほどの大きさをもち、窒素の濃い大気がとりまいている。
　その大気に含まれるメタンが、地球大気中の水蒸気に似たふるまいをして雲をつくり、メタンの雨が降ると考えられ、地表にはメタンの湖か海が存在しているらしい。
　とはいえ、タイタンの表面温度はマイナス一八〇℃という極低温だから、液体の水は存在できない。
　タイタンの表面に有機物はたくさんあっても、とても生命にまではなり得ていないのではなかろうか。
　これまでのべたように、生命のもとになる有機物は、アミノ酸のようなものまでも宇宙に存在することがわかった。
　このことから、地球生命の起源についても、地球上での化学進化によって複雑な有機物が合成され、生命の誕生につながった、という考えを必ずしもとる必要はなくなってきた。
　近年では、彗星や隕石の落下によって地球に多様な有機物がもたらされ、それがもとになって生命が発生したと考える人も多くなっている。
　一部には、イギリスの天文学者でＳＦ作家のフレッド・ホイル（一九一五〜）のように、ある種の生命体そのものが彗星に乗って地球に運ばれてきた、と主張する人もいるくらいだ（支持する人はごく少数であるが）。
　ともあれ、生命の発生という大問題の解明には、宇宙的な視野がますます必要になっているのである。
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　生命というものは複雑で神秘的にさえみえる。
　しかしそれが、宇宙における物質進化の過程で生まれたものであることも、まぎれもない事実だ。
　「生命はたんぱく質の存在様式である」とは、エンゲルスの有名な言葉である。
　これをもう少し現代的に表現するならば、「生命は宇宙における物質の存在様式の一つである」ということができよう。