深海も宇宙も謎だらけ
―探査へGO!
これから、生命の起源を探るために何が必要なのか。
地球にも太陽系の海がある?有人月探査「アルテミス計画」で生命探査?驚くような話が次々飛び出します。
-
東京工業大学
地球生命研究所 副所長/教授 -
JAMSTEC
超先鋭研究開発部門 部門長
「生命はどこでどのように生まれたか」「私たちは宇宙で特別な存在なのか、それとも普遍的な存在なのか」。人類が長らく抱き続けてきた問いに対する答えが、まもなく得られるかもしれません。
本トークイベントに多数のご応募ありがとうございました。新型コロナウイルス感染拡大状況により、残念ながら無観客での実施となりましたが、異なるアプローチから壮大なテーマに迫る第一人者のお二人が、研究の最前線や今後の展望、個人的な想いまで熱い議論を交わしました。その様子をたっぷりお届けします。
座談会進行・執筆:林 公代
地球生命は普遍的な存在なのか、特別なのか
- —私たち地球生命は普遍的なのか、それとも特別な存在なのか。どのように解明しようとされているのでしょうか。
-
関根康人(以下、関根):
なかなか難しいですね。今は、(地球生命しか見つかっていないので)それに対する答えは出ないですけど、まずはそれぞれの天体の上で、生命につながるような物質、それが有機物だとすれば、有機物の化学組成や何でできているか、地球の生命とどれだけ似ているのかが、最初に押さえるべき点かなと思いますね。
その上で、もし地球生命と似ているのであれば、実際に物を持ち帰って、構造や形などを見ることが次の戦略になる。その意味ではサンプルリターンをしないことには、やっぱり前に進まないかなと。あるいは人間が行く。2030年代にはひょっとしたら火星に人間が行くかもしれない。その時の科学の最大の進展は、現存している生命を見つけられるかどうかと思ってますね。
-
- —なるほど。高井さんはどう思いますか。
-
高井研(以下、高井):
僕らは深海熱水で生命は生まれたと考えているわけですよね。深海熱水は土星の衛星エンケラドゥスにある。おそらく木星の衛星エウロパにも、ガニメデにもある。それらの天体でも生命はおそらく同じようなでき方をするだろう。われわれは必然派なので。
- —必然派。
-
高井:
はい。その観点からすると普遍なんですよ。地球の生命は。そもそも僕は、生命の誕生は物理現象の一部だと思っています。
- —宇宙にあまねくある?
-
高井:
あまねくあります。だけど、そこから続く進化は物語なので、奇跡であり、必然ではない。そういう意味では、エンケラドゥスだろうがエウロパだろうが、あるいは太陽系外の天体でも、僕は基本的に深海熱水は、宇宙共通の普遍的なエネルギーの供給源であり、環境であり、そこに普遍的な生命が誕生するという立場でもって、今研究しています。
もちろん火星で地球の生命と全然システムが違う生物が見つかったらこの考え方が崩れるので、色々な天体で色々なタイプの生命が生まれる可能性を検証していかないといけない。その場合、地球生命が宇宙でも必然で普遍的な生命システムだと考えるやり方、つまり今の生物学の常識では理解できない。つまり「宇宙の生物学」が始まります。宇宙でも多様な生物の在り方や生き様を見つけていく生物学になる。
- —なるほど。一つ一つの生物を見ていくことになる。
-
高井:
そう。そのほうが人類にとってはハッピーかもしれないですけどね。
地球にある太陽系の海
- —生命の起源を解明するために、今後やりたいと思っていることを教えてください。
-
高井:
いきなり(土星の衛星エンケラドゥスとか木星の衛星エウロパからの)サンプルリターンもいいんですけど、実は地球の中にエウロパの海もあるんですよ。
- —え?
-
高井:
エウロパの海もあるし、エンケラドゥスの海もある。地球はすごく多様性のある星なので、スケールにこだわらなければ、地球の中に太陽系の海みたいなものはたくさんある。そういう所を探査して、「こういう生き物が生きています」と。だったらエウロパの海でも生きているはずだから、探査する時にはこの生物に焦点を絞ったほうがいいよねっていうのが、より生命の起源を調べる近道だと思っていて。
生命の起源を見つけるためには宇宙に行かないと意味がない。けれどもそのために、まず地球でやることがたくさんある。エウロパの海を探査するなら、それより先に地球で(エウロパの)こういう所を探査したほうがいいとか、こういう生物活動を見つけたほうがいいとか。だから地球の中の太陽系の海を探査したいっていうのが、今やりたいことです。
- —たとえば地球の中のエウロパって、どこですか。
-
高井:
個人的な見解ですけど、たとえばレッドシー(紅海)。サウジアラビアとエジプトの間にある紅海の深海は、酸素がないけれども、すごい酸性の熱水が湧いていて、塩分濃度が高く硫酸やマグネシウムがたくさんある。普通の海はNaCl(塩化ナトリウム、塩)がたくさんあるんだけど、エウロパは硫酸マグネシウムが多いって言われてる。要するにそういうエウロパっぽい所は(地球にも)結構ある。それを探してきて、「ここはエウロパだよねー」とか言いながら探査するのが、楽しい。
あるいはマリアナ海溝に蛇紋岩海山っていう所があって、その下は水素イオン濃度がpH13.1で、土星の衛星エンケラドゥスの海水に似てるんですよ。だから、「あそこはエンケラドゥスの海だよねー」とか言いながら。
-
- —地球の中にエウロパも、エンケラドゥスもあるんですね。
-
高井:
そう、地球の中の太陽系の海を探す。宇宙には、限られた人しか行けない。そしたら「地球の太陽系の海にみんなで行こうぜ」って言いたくなるよね。
- —いやぁ、面白い。どうですか、関根さん。
-
関根:
すごく大賛成ですし、僕も「地球上にある火星」の調査を数年間やってます。(NASAの)火星ローバーが初期の火星の環境を調べていますが、昔の火星にあった水の成分とか、水の循環サイクルかなどを見ると、地球上の乾燥気候や半乾燥気候の状態と、すごくよく似ていることが分かってきています。じゃあそういう場所の湖は、いったいどういう物質の循環で生命を養ってるのか。
中央アジア辺りはすごく乾燥していて、ものすごく塩辛い湖がたくさんあって、そういう所に生命もいます。行ってみてすごく驚くんですけど、ある湖と20kmぐらい離れた湖の成分が違っていて、こっちの湖とあっちの湖で全然違う微生物がいたりします。次の年に行くと、前の年にいた微生物が全然いなくなっていて、こっちの湖にいたやつが移動していたりして。ひょっとしたら火星上でも、同じようなことは日常茶飯事に起きていたのかもしれないなとか、現場に行かないと分からない知見が山ほどある。そういう意味では、地球上の火星の調査ってものすごく大事だと思ってます。
「アルテミス計画」への期待
- —火星のフィールドワークも地上でできるんですね。関根さんが今後、「生命の起源」解明のために期待することは?
-
関根:
僕、この10年でかなりパラダイムシフト的に変わるんじゃないかなと思ってます。それを引き起こすのはたぶん月の探査、「アルテミス計画」です。宇宙飛行士が月にもう1回行って、大量のサンプルを持ち帰ってくる。色々な場所に降りて色々なサンプルを持って帰る。そうすると何が分かるか。
月は原始の地球に別の天体がぶつかって、その時に飛び出した破片で出来た(ジャイアントインパクト説)と思われているんですけど、どのくらいの大きさの天体がどのぐらいのスピードでぶつかったか、などの詳細は全然分かってないんです。それが分かると、その時の地球のマグマの海の深さや、マグマの海に鉄や水や炭素などが、どのぐらい入ってたのかが分かる。すると、マグマの海が固まった後の、原始大気の組成、例えば生命が誕生しやすい組成だったのか、そうでなかったのか。そこにおそらく決定打が打てます。初期の地球に、どんな生命の材料がどのぐらいの量供給されたのかが分かるかもしれない。それが1つ。
- —へー、すごい!
-
関根:
もう1つは、40億年以前の地球の岩石が月で見つかる可能性があることです。今の地球には40億年より前の岩石って残ってないんです。でも当時の地球の地殻や、ひょっとしたら熱水噴出孔の片割れみたいなものが、約40億年前に地球に天体衝突が起きた時の勢いで宇宙空間に放り出されて、月に落ちているかもしれない。
実際に最近の研究でも、アポロが持ち帰った試料に、おそらく40数億年前の、小さな地球岩石の破片が見つかった。(「アルテミス計画」で)大量の月の岩石を持ち帰れば、ひょっとしたらその中に、地球の初期生命の痕跡があるかもしれない。あるいは全くなかったらそれはそれで面白くて。生命が地球上ではびこったのは、もっと後の35億年前ぐらいかもしれない。地球で失われた記憶は、月の探査でしか多分、再現できない。この2つが分かると、生命の起源に関するものすごいパラダイムシフトが起きるだろうと思っています。
-
- —ぞくぞくします。高井さんどうですか。
-
高井:
月を今さら探査する価値があるのかと思ってましたけど、今の話を聞いたらその通りだなと思いますね。確かに量は質を凌駕する。量と、やっぱり人が行くこと。人はどんな分析機器よりも優れています。
- —「アルテミス計画」でサイエンスの議論ってあんまり聞こえてこない。でも関根さんの話を聞いたら月探査が生命の起源の解明にもつながる…。
-
関根:
ただ、僕が言ってるのはかなりマイナーな意見です。でも、ピュアな科学者としてそういうことは言わないといけないと思っています。ところでアポロ計画の科学目標って何だったかご存知ですか。
-
高井:
なんやろ。
-
関根:
アポロの科学目標って生命の起源を明らかにすることなんですよ。提案したのは、「ユーリ・ミラーの実験」(原始地球大気から生命の化学進化を検証)で知られるハロルド・ユーリーです。
- —えー!今、初めて知った。
-
関根:
月は1回も溶けたことのない巨大な隕石であるというのが、アポロ以前の常識でした。地球と月はおそらく同じような環境で生まれた双子の星だから、月の材料が分かれば、地球ができた頃の材料や温度が推定できて、原始の大気の成分が分かると。ユーリーが予想した大気はメタン、水素、アンモニア。つまり自分たちの実験結果を「本当に地球上に起きた」と実証したかった。
ところがアポロ計画で大どんでん返しが起こりました。1回も溶けてないと思っていた月が、実は昔はマグマの星であったことが分かったんです。そこから地球のマグマ・オーシャン仮説ができて、原始地球の海がどうできたかについて理論が全部変わった。僕はもう1回、大事なアンカーを打ちたい、「アルテミス計画」で何か発見されるはずで、それに期待したいです。
-
-
高井:
「アルテミス」でも何でもそうですけど、科学だけで巨額のプロジェクトって動かないんですよ。でもせっかく月に行くなら、科学も進展したほうがいい、関根さんの言われたような、あまねく人が共有できる科学目標が、やっぱり共有されるべき。
ロマンティックな言葉を使うと、人は酔いやすい。だけどそこに確固たるロジックとストーリーを作らない限りは、陳腐になる。 最初は違う目的で始まったかもしれないけど、その中に美しいサイエンスを入れ込んで、主客が逆転するような状態に持っていければ一番いいだろうと思います。
- —本当ですね。科学だけだと大きい予算を取るのは難しいですね。
-
関根:
アポロ計画が何で長続きしなくて、アルテミスを長続きさせるためには何が必要なのかを今、考えないといけない。そのために高井さんがおっしゃったように、科学者がいかに「アルテミス計画」に価値を与えられるか。自然科学者だけじゃなく、物理や歴史、社会学者も入っていい。月に人が行った時に、どういう社会を作るのかを考える。あるいは生命の起源を考えるだけでも価値はある。そういう価値を発見しない限り、「アルテミス計画」もアポロ計画と同じように、国がやめた瞬間にシュリンクしてしまう。
未来に向けて
- —そういう危機感がありますよね。今後は何をやって行きたいですか?
-
高井:
(宇宙に比べて)人気のない海の魅力を伝えて、海の科学をプッシュしたいと思っている。宇宙よりもはるかに身近にある海のことを、人々は知らないんです。それでも日本は世界の中では海に親しみを持ってるし、海に対する知識もトップレベルですよ、圧倒的に。日本って海洋国家なんで、国民の知識も海洋国家にしたいと思っていて。
そういう意味で今僕に課せられた仕事は、海の研究であったり、それを支える環境であったり。もっと言うと、役立たないって言われているサイエンスのすごさ、その価値を感じさせられるようにすること。難しければ難しいほど燃えるタイプなので(笑)。「生命の起源」は、はっきり言って難しくないんですよ、僕の中では解いてしまっているから。それよりも、人の心を動かすほうが難しい。なのでそっちに燃えているっていうのが本音です。
- —海の魅力ってなんでしょう。
-
高井:
分かっていないことです。そこら辺の砂浜の穴ぼこにいる生命のことも分かんない。海の中はほとんど未知の生物ばっかりで、その意味では分からないことだらけ。例えば海底1万mの超深海なんて、めちゃくちゃ面白いですよ。何でナマコしかおらんのって。ナマコがトラでありライオンなんですよ。
-
関根:
ナマコがいるんですか。
-
高井:
(目で見えるスケールとしては)ナマコしかいない。ナマコが生態系の頂点に君臨してるんです。「何でナマコなんだ」とか「食えるのか」とか。ナンボでも単純な疑問が湧いてくるじゃないですか。宇宙にはまだ生命見つかってないんで「生命のかほり」がない。だけど海は「生命のかほり」に満ち溢れてる。生き物である我々はやはり「生命のかほり」にロマンを感じる。
-
- —ありがとうございます。関根さんは。
-
関根:
「ドラゴンフライ」っていうミッションがありまして、土星の衛星タイタンは大気があって、液体のメタンの海があったり、川が流れたり雲があったり。そこをドローンが飛んで探査をする。私もこれに一応関わっていて、ミッションが現実になるときに約60歳になります。そのサイエンスをやって、それと共に研究者人生を終えることになる。タイタンは大学院時代から研究していて、どうしても、忘れられないんですね。初恋のように(笑)
- —どんなところが?
-
関根:
だって地球と全くおんなじような、液体の海があって、雨が降る。別にそこに生命がいなくたっていいんですよ。地球も水の海があって、それが雲を作って雨を降らして大地を流れる中でいろんな栄養素を川に溶かし込んで海に持っていく。大気と水が触れ合って大気中の酸素が水に溶けて、海の中の生命に酸素を届ける。そういう惑星全体のものの流れで生命圏、生命たちが支えられていると僕は思っています。同じことが起きてる星ってタイタンだけなんですよ、太陽系の中で。
-
-
高井:
確かにタイタンは本当に変ですよね。太陽系の中では圧倒的に変わってるし、魅力的ですよね。他の衛星はある程度、内部構造推定が予想できて描けるんだけど、タイタンが何でこうなってるのかが分からない。特に有機物が死ぬほどあるし。
- —死ぬほどある?
-
関根:
死ぬほどあります。液体のメタンの海もいつできて、いつなくなるのかとかも全然分かんないです。そもそも海があるって、ものすごい奇跡なんですよ。海、つまり液体があると、例えば太陽の光が少し強くなったり弱くなったり、あるいは隕石が落ちたりすると、地球でも水は蒸発しますよね。蒸発した水って大気中では温室効果ガスなんですよ。何かしら大気の水蒸気量が増えると、地表を温める。すると地表の温度が上がって、また水が蒸発する。あるいは寒くなると、海が凍ります。すると太陽光を反射してますます寒くなる。液体の水、海が地表にあるっていうことは、ものすごく微妙なバランスなんですよ。
-
- —へえ、面白そう。
-
関根:
タイタンの液体のメタンの海も不安定であるべきなんですけど、なぜか存在している。凍結してもいいし、蒸発してしまってもいいんだけど、なぜ液体が保たれているのかが、よく分かんない。地球の場合は、液体の海が保たれる温度を一定に保つような仕組みが分かってるんですけど、タイタンは全く謎なんですよね。そういう意味でもうずっと、ある種とりこです。
- —それだけ解くべき謎が、海にも宇宙にもたくさんあるっていうことですよね。科学の面白さにわくわくしました。ありがとうございました。
対談を終えて
さすが第一人者のお二人、その知識や技術、ご経験はもちろん、考え方が自由で面白くて、1時間半があっという間。もっともっと話を聞きたかった。海や宇宙の不思議を楽しみ、予想外の発見にわくわくし、「サイエンス」を愛していることがひしひしと伝わりました。今後の探査がものすごく楽しみです。ありがとうございました。
研究者を目指す方へのメッセージ
-
「生命の起源」を探す旅三位一体で迫る「生命の起源」
―どこまでわかったのか -
「生命の起源」を探す旅深海も宇宙も謎だらけ
―探査へGO!
プロフィール
地球生命研究所 副所長/教授
超先鋭研究開発部門 部門長
画像提供:JAMSTEC,NASA,NASA/JHU-APL,NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
あっという間でした。高井さんは、見た目と違い、意外と(笑)気遣いの人だなと感じました。同時に、高井さんの科学や真理に対する深淵の片鱗を垣間見た気がします。人間はなぜ宇宙や海といった異世界を探査するのか、そこに普遍性を究めたいのか、多様性を発見したいのか。林さんにも、対談を盛り上げてもらい、感謝しています。無観客は残念でしたが、それを補って余りあるソウルフルな文章にまとめてもらいました。ありがとうございました。
なんとなく場を和ませる役割に徹しようと考えていたんですが、関根さんの言葉に刺激を受けたり、林さんの誘導尋問に乗せられたり、結局、ベラベラと喋ってました(笑)。無観客なのにお客さんがいるような感じで対談ができてとても楽しかったです。またお客さんがいる中で、一体感のあるグルーブを感じたいです。ぜひまた!