隕石による初期地球へのアミノ酸供給量および組成の解明:衝撃実験によるアプローチ

本研究の目的は、隕石や彗星などの地球外物質によってどのような種類のアミノ酸がどれだけ初期地球に供給されたのかを明らかにすることで、これらの地球外物質が地球上での生命誕生に果たした役割を解明することである。そのためには、隕石や彗星が地球に衝突する際に被る衝撃波が、中に含まれるアミノ酸にどのような影響を及ぼすのかを調べる必要がある。本年度ではまず、昨年度に行った彗星衝突を模擬した衝撃実験の結果についての詳細な考察を行った。この実験では彗星衝突により、彗星の中に含まれるアミノ酸が重合し、3量体までのペプチドが生成されることが明らかになった。実験により求められたペプチドの生成率と衝撃圧力の関係をもとに、初期地球への彗星の衝突量やその衝突条件等を考慮すると、彗星衝突により初期地球上にもたらされたペプチドの生成量は海底熱水噴出口におけるペプチドの生成量に匹敵する可能性があることがわかった。これは彗星衝突が初期地球への重要なペプチド供給源となった可能性を示唆している。次に本研究では、衝撃によるアミノ酸の化学反応メカニズムの基礎的な理解を目指し、衝突時の温度条件を変えてアミノ酸に衝撃を与える実験を行った。これは、瞬時に高温かつ高圧の状態を生じさせる衝撃波による反応において、温度と圧力がそれぞれどのように反応に関与しているのかを調べるためである。この実験では、通常の常温(301K)での実験の他に、液体窒素温度(77K)および高温(473K)での状態に試料容器を保ったまま、衝撃を与える実験を行った。その結果、アミノ酸の衝撃分解は圧力よりもむしろ温度の依存した反応であることが明らかになった。また、ペプチドの生成もアミノ酸の分解に対応していることがわかった。これは、アミノ酸の初期地球への供給を考える上では、衝突時の温度条件を知ることが重要であることを意味している。

本研究の目的は、隕石や彗星などの地球外物質によってどのような種類のアミノ酸がどれだけ初期地球に供給されたのかを明らかにすることで、これらの地球外物質が地球上での生命誕生に果たした役割を解明することである。そのためには、隕石や彗星が地球に衝突する際に被る衝撃波が、中に含まれるアミノ酸にどのような影響を及ぼすのかを調べる必要がある。本年度ではまず、昨年度に行った彗星衝突を模擬した衝撃実験の結果についての詳細な考察を行った。この実験では彗星衝突により、彗星の中に含まれるアミノ酸が重合し、3量体までのペプチドが生成されることが明らかになった。実験により求められたペプチドの生成率と衝撃圧力の関係をもとに、初期地球への彗星の衝突量やその衝突条件等を考慮すると、彗星衝突により初期地球上にもたらされたペプチドの生成量は海底熱水噴出口におけるペプチドの生成量に匹敵する可能性があることがわかった。これは彗星衝突が初期地球への重要なペプチド供給源となった可能性を示唆している。次に本研究では、衝撃によるアミノ酸の化学反応メカニズムの基礎的な理解を目指し、衝突時の温度条件を変えてアミノ酸に衝撃を与える実験を行った。これは、瞬時に高温かつ高圧の状態を生じさせる衝撃波による反応において、温度と圧力がそれぞれどのように反応に関与しているのかを調べるためである。この実験では、通常の常温(301K)での実験の他に、液体窒素温度(77K)および高温(473K)での状態に試料容器を保ったまま、衝撃を与える実験を行った。その結果、アミノ酸の衝撃分解は圧力よりもむしろ温度の依存した反応であることが明らかになった。また、ペプチドの生成もアミノ酸の分解に対応していることがわかった。これは、アミノ酸の初期地球への供給を考える上では、衝突時の温度条件を知ることが重要であることを意味している。