
2009年9月10日発表
水素 が作られたしくみを実証 !岩石と水の反応 が、地球の最初の生命をささえた!
地球上で最初の生命(初期生命)たちが



写真1:熱水噴出孔
熱水噴出孔とは、海底にしみこんだ海水がマグマに熱せられて勢いよくふきだしているあなです(写真1、図1)。

図1:海底の熱水噴出孔
この熱水は熱いものだと200〜400℃もありますが、


メタン菌は目に見えない小さな菌です(写真2)。熱水噴出孔のまわりの他に、湖の底などにもいます。

写真2:けんび鏡で大きくして見たメタン菌
人間が生きるために酸素や水を必要とするように、メタン菌も生きるためにエネルギー


岩石をつくる材料の1つは地球内部のマントルです。マントルはとけて液体になるとマグマとなり、このマグマが冷えて固まると岩石となるのです。ただし、マグマの温度や冷え方によって、できる岩石の種類は変わります。25億年前、現在よりずっと高温だったマントルから生まれたマグマが冷えてできたのが、今回のコマチアイトです(写真3)。

写真3:コマチアイトの化石
コマチアイトは、25億年前の海底下ではふんだんにあったようですが、現在ではまったく作られません。なぜなら、現在のマントルは当時ほど高温ではないからです。したがってマグマも当時ほど熱くはならず冷え方もかわり、できる岩石が変わったのです。
ところで、そのコマチアイトには水と反応すると水素を発生させる


コマチアイトの性質や当時の環境をふまえた上で、研究者は予測をしました。コマチアイトは熱水噴出孔の熱水と反応して水素を作りだしたのでは、というのです。

図2:研究者が予測した水素が作られるしくみ
しかし、コマチアイトが実際にメタン菌をささえられるほどの



写真4:実験装置
研究者が計画したのは、「初期生命が誕生したころの深海底を
この濃さは、メタン菌の住む現在の熱水噴出孔に


コマチアイトと熱水の反応は、水素だけではなく他の成分も発生させる
解説1:
人間をはじめすべての動植物は、空気の圧力を受けながら生きています。地上の空気の圧力は約1気圧です。1気圧とは、1m2に約1トンの重さがかかる力です。海では、この空気の圧力に加わって水の圧力もかかってきます。水深が深くなるほど圧力は高くなり、水深3,000mでは約300気圧にもなります。300気圧はイメージするならば、指先に300kgのイルカが乗るほどの力です(実際にはとても乗りませんね)。このように高い圧力がかかると、水は100℃以上になっても沸とうしなくなります。
解説2:純水
化学的な方法によって不純物(水中にとけこんだよごれなど)が完全に取りのぞかれた、とてもきれいな水です。研究の実験では、水道水は使えません。水道水の中の成分が何かと反応して、実験の結果に影響を与える可能性があるからです。純水を使えば、これらを防ぐことができます。