地球が誕生した初期の頃の夜空は、月が空で赤く燃えるように輝いており、今や地球とは大きく異なっていました。科学者たちは、その理由を解明したようです。
月が形成されていた頃、月の表面は燃え盛る間欠泉で満ち溢れていました。軌道を周回する月が冷えて表面が固まるにつれ、低重力の空高くまで溶岩が噴き出しました。これらの「火の噴水」は今日でもハワイなどの場所で見られ、液体の岩石の熱によって揮発性物質がガス化することで発生します。
人類が実際に月面の岩石サンプルを入手するまで、この火山活動の原因を突き止めることは不可能でした。ブラウン大学とカーネギー科学研究所のチームは、特別に開発されたスキャン技術を用いてアポロ15号と17号の月面着陸時の岩石サンプルを分析し、その原因が炭素である可能性を示唆しました。
研究チームは、炭素検出能力を2倍に高めたイオンプローブを開発し、サンプル中の炭素濃度を44～64ppmと算出した。実験室での高圧溶融岩石試験を補完したソフトウェアモデルによれば、月面におけるこのレベルの炭素濃度が間欠泉の発生原因であったと推察される。
月の岩石サンプル中に保存されたマグマから炭素が発見される
「炭素のほとんどは地表の深部でガスが抜けているはずだ」とブラウン大学の地球・環境・惑星科学准教授アルベルト・サール氏は語った。
「水素などの他の揮発性物質は、マグマが地表にかなり近づき、溶岩が小さな球状に砕け始めた後に脱ガスしました。これは、初期段階では炭素がプロセスを牽引していたことを示唆しています。」
Nature Geoscienceに掲載された論文で、研究チームは、炭素が酸素と融合して一酸化炭素となり、月面から泡立ち、間欠泉のエネルギー源となったと示唆している。このガスは、月の薄い大気からずっと以前に漏れ出ていた。
月のサンプルに最も類似した岩石は、地球の海嶺に沿って深海地殻の亀裂から溶岩が滲み出して形成された中央海嶺で発見されています。そこから採取された岩石サンプルは、炭素、水素、その他の揮発性物質の含有量が月の岩石と一致しており、研究チームはこれが地球と月が共通の組成を共有していることを示すさらなる証拠となる可能性があると考えています。
月は、おそらく火星ほどの大きさの巨大な天体が原始地球に衝突して形成されたことを示唆する証拠が増えています。衝突によって月ほどの大きさの破片が残り、地球と同じように合体したと考えられますが、他のシナリオも存在します。
「揮発性物質の証拠は、地球の揮発性物質の一部が衝突を生き延びて月の集積に取り込まれたか、あるいは揮発性物質が共通の発生源（おそらく原始的な隕石の衝突）から地球と月の両方に同時に運ばれたことを示唆している」とサール氏は述べた。
この研究は、月、そして地球について、私たちがそこへ行って以来、どれほど多くのことを学び、そしてどれほど多くのことを見逃してきたかを浮き彫りにしています。これらのサンプルの一部を運んだアポロ17号は、訓練を受けた科学者を乗せた唯一のミッションでした。この最後のミッションでは、地質学者ハリソン・シュミットが月面を探検し、今日でもなお驚くべき発見をもたらしている豊富な証拠を集めました。®
