地球の水は地球が誕生する前から太陽系に存在していたことが隕石の分析で明らかに

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　地球の生命がどのように誕生したのか、これは今も大きな謎に包まれている。1つだけ確かなのは、この地球に豊富にある水がなければ、生命は生まれなかったということだ。

　地球は生命が宿ることで知られる唯一の惑星だが、地表に液体の水が存在することで知られる唯一の惑星でもある。では、こうした水は一体どこからやってきたのか？

　『Nature Astronomy』（2022年2月3日付）に掲載された研究では、太陽系誕生時にまでさかのぼる古い隕石を分析して、そこに含まれる水素同位体の比率が地球の水と一致することを明らかにしている。

　この事実は、地球上に存在する水の起源は、まだ地球が生まれる以前の太陽系に流入した、星間空間に存在している物質であることを示唆している。

隕石が教えてくれる太陽系の情報

　隕石はタイムカプセルのようなもので、太陽系が誕生した頃の様子を今に伝える貴重な情報が保存されている。

　太陽をはじめとする恒星は、宇宙にただようガスや塵の雲が重力で凝集することで誕生する。

　このとき、その周囲にはガスや塵の雲が平らな円盤のように集まり（原始惑星系円盤）、産声をあげた星に流れ込み、その成長をうながす。

　星の成長はやがて終わるが、周囲の進化は終わらない。残った雲から今度は惑星・小惑星・彗星といった天体が作り出される。地球もまたそうした惑星の1つだ。

　そうして作られた岩石の中には、地球よりも古いものがあり、時折隕石となって地上に落下してくる。ほとんどの場合、星の形成プロセスで発生する熱や圧力によって、原始の痕跡はかき消されてしまっている。

　だが、中には当時の様子を今に伝える痕跡が残されているものもあり、そこから太古の太陽系の様子をうかがい知ることができる。

　1962年にカザフスタンで発見された「エフレモフカ隕石」もそうした隕石の1つだ。これが形成されたのは45億7000万年前。45億4000万年前に誕生した地球よりも古い隕石である。

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隕石から太陽系の水の状態を推測

　フランス国立自然史博物館の地球科学者ジェローム・アレオン氏らは、新たに考案した解析法でエフレモフカ隕石に含まれる「水素同位体の比率」や「鉱物」を調べ、誕生まもない太陽系の水の状態について推測している。

　「同位体」とは、原子核を構成する「陽子の数は同じ」だが、「中性子の数が違う」ものだ。

　たとえば、普通の「水素（軽水素）」の原子核を構成する陽子は1個で、中性子はない。しかしその同位体である「重水素」なら陽子1個と中性子1個、「三重水素」なら陽子1個と中性子2個で構成されている。

　水素は水を構成する元素の1つなので、隕石に含まれる水素同位体の比率から、それが触れていた水について知ることができる。

　たとえば地球の水の場合、軽水素の割合が大きい。ところが火星の水は重水素の割合が大きく、このことから何らかの原因により軽水素が失くなってしまったと推測できる。

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地球の水の起源は太陽系に流れ込んだ星間物質

　エフレモフカ隕石の分析からは、まだ微惑星（いわば惑星のタネ）すら形成されていない太陽系最初の20万年間において、2種類のガスが大量に存在しただろうことが明らかになっている。

　1つは、やがて凝集して太陽系内の物質を作ることになる「太陽ガス」だ。

　もう1つは、「水を豊富に含むガス」である。そして、この水の起源はおそらく、膨大な量の「星間物質」だ。これはガスや塵が崩壊して太陽が誕生するとき、内太陽系へと大量に流れ込んできたと考えられている。

　興味深いことに、その水の水素同位体比率は、地球の水のそれと非常によく似ていた。この事実は、今地球上にある水は、地球がまだ原始惑星系円盤のガスや塵でしかなかった頃からすでに存在していただろうことを示唆している。

　私たちが普段何気なく飲んでいる水には、そんな悠久の歴史があるようだ。太陽系黎明期までさかのぼる長い時間を想像すれば、ただの水道水にも壮大なロマンが隠されていることに気づくだろう。

References:Earth’s Water Was in The Solar System Before Earth Itself, Meteorite Reveals / written by hiroching / edited by parumo

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