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日本惑星科学会誌 Vol. 22, No. 2, 2013

特集「はやぶさ帰還試料の分析で分かったこと」「はやぶさ」粒子の有機化合物分析と「はやぶさ２」
奈良岡 浩

1（要旨）小惑星探査機「はやぶさ」が持ち帰った粒子の有機化合物分析に関する顛末について記述した。Ｓ型
小惑星表面上に有機化合物が存在するかはおもしろい問題であるが，今のところ，はやぶさ粒子にイトカワ
固有の有機物は発見されていない．これからの「はやぶさ２」や NASA
「OSIRIS-REx」計画に期待するとともに，このような惑星物質研究を成功させるためには，長期の視点で積極的な若い研究者を育てることが必須である．

1. はじめにその同位体比を研究していた．「はやぶさ」計画のサイエンスリーダーであられた宇宙研・藤原顕教授から2010 年 6 月に帰還した「はやぶさ」が持ち帰った粒「小惑星から物質を持ち帰ったら何を研究したいか，

子の有機化合物分析を担当させていただいた [1]．現

そしてその意義は何か」話してほしいと要請され，8時点では残念ながら，はやぶさ粒子にイトカワ固有の

月のある暑い土曜日に相模原の宇宙研でセミナーをお有機物は発見されていない．そもそもＳ型小惑星表面

こなった．その当時のターゲット天体は 4660 ネレウ

上に有機化合物が存在し得るかはおもしろい重要な問スであり，もしかしたら炭素質な表面を持つかもしれ題であるが，それについては後述する．2003 年 5 月のないと言われていた．そのような観点から筆者にセミ打ち上げ以来，幾多の困難を乗り越え，小惑星物質のナー依頼があったようだ（単に，相模原と八王子が近サンプルリターンという人類初の快挙を成し遂げた宇いだけかもしれないが）．

宙研の研究者をはじめ，プロジェクトメンバーの皆様

セミナーの多くの部分は忘れたが，地球環境に置かに敬意を表する．「はやぶさ」を契機として，「はやぶれる前の宇宙有機化合物を分析し，とくに，地球外ア

さ 2」や NASA「OSIRIS-REx」計画が進行中で，アポロ

ミノ酸の右左（D,L）の優位性をはっきりさせたいこと

計画以来の惑星探査による新しい太陽系物質科学が始を話した．当時，地球外有機物の研究はほとんどがまった．本稿では筆者の個人的立場から，「はやぶさ」

1969 年 に オ ー ス ト ラ リ ア に 落 下 し た 炭 素 質 隕 石

計画への関わり，「はやぶさ」粒子の分析計画と実際，

Murchison（CM2）を用いて行われていた．落下後回収

さらに太陽系物質に含まれる有機化合物を研究する意

され，すぐ分析された研究ではアミノ酸は DL 体等量義，「はやぶさ 2」への期待などについて記したい．

混合物のラセミ体化合物として存在すると報告された[2]．しかし，落下から 20 年後に，同位体比も含めて

2. MUSES-C計画

分析されたアミノ酸は L 体過剰であった [3]．筆者が南極氷床上で採集した Asuka881458 のアミノ酸につい筆者が最初に小惑星サンプルリターン計画に関わっても，帰国後すぐに分析したときにはほぼラセミ体でたのは 1995 年であり，当時，東京都立大（現，首都大あったが，数年後の分析では L 体過剰であった．この東京）で地球環境試料や炭素質隕石中の有機化合物とL 体過剰は地球上での汚染であるとの見方が一般的で

1. 九州大学大学院理学研究院 地球惑星科学部門
naraoka@geo.kyushu-u.ac.jp■2013遊星人Vol22-2.indd

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あった．アメリカでの学会において，Asuka881458 の結果について報告した時も，地球上での汚染を受けて2013/06/12

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いない試料とのコメントをもらった．しかし，1997

ュレーション作業がいかに大事であるかという認識を年に Murchison 隕石から地球上の生命が用いていない持った（配布試料にこれらの化合物を意図的に混入さアミノ酸に L 体過剰が報告されたことから [4]，地球外せた可能性もある）．審査はどういう基準でおこなわ

アミノ酸は L 体過剰であるとの考えが主流になっていれたかは知らないが合格という評価で初期分析に参加

る． こ の よ う な 経 過 は 2000 年 に カ ナ ダ に 落 下 し た

できることになった．審査コメントとして，2 段階レ

Tagish Lake 隕石でも同じであり，落下後すぐの分析

ーザー質量分析などで化合物の局所分析を考えてはとではアミノ酸はほとんど含まれないと報告されたがいう意見があったが，当時そのような分析装置は米国[5]，10 年後に行われた分析では L 体の大過剰が報告さスタンフォード大学に自作 1 台があったのみで，分析れている [6, 7]．これらは隕石中の不均一性のためとの対象化合物はイオン化されやすいものに限られておされている．地球外有機物の研究にとって，左右対掌り，事実上，PAH しか分析できない．現在でも，ほ体の優位性は，生命を構成する有機化合物とも関連しとんどの有機化合物研究は溶媒を用いて抽出物について，最も謎の多い興味深い未解決な問題である．

て解析されている．特に，アミノ酸についてはその多

その後，ロケット計画の遅れから，MUSES-C の対

くの部分が水による抽出物を酸加水分解することによ

象天体はネレウスから 1989ML に変更され，さらにりアミノ酸となる前駆体有機物として存在しているの1998SF36（イ ト カ ワ）と な っ た．2003 年 5 月 9 日 ので，抽出分析に頼らざるを得ないのが現状である．

MUSES-C 打ち上げ時はちょうど学部の授業中で，「今，日本の小惑星探査機が人類初となるサンプルリターン

4. 小惑星イトカワ上の有機物を目指して打ち上げられたところです」と学生に話した記憶がある．

イトカワはＳ型小惑星であり，隕石では LL5-6 コン
ドライトに相当することがはやぶさからのスペクトル

3. 分析コンペティション

観測から明らかになっていた [9, 10]．岩石学タイプ
5-6 の隕石は一般的に高い変成温度（600〜950 ℃）を経MUSES-C の打ち上げ前に，リターン試料を想定し験しており，有機物などからなる揮発性元素は元々あた分析コンペが開催された．これに参加し，合格評価ったとしても，変成過程で完全に失われていると考えを受けなければ初期分析に参加できないということでるのが普通である．しかしながら，イトカワ形成後のあった．下山晃教授（当時，筑波大）を代表とし，三田表面に彗星塵などを含む炭素質粒子が宇宙空間から降肇さん（当時，筑波大），古宮正利さん（当時，地調），

り注いでいただろうし，太陽から揮発性元素からなる筆者の 4 名でチームを編成し，有機化合物分析の計画

CN などがイトカワ表面粒子に打ち込まれた（インプを立てた．アミノ酸や多環芳香族炭化水素（PAH）のランテーション）可能性もある．実際，原田馨筑波大

有機化合物と，炭素含有量と安定同位体比の分析をす

名誉教授（当時，マイアミ大学）
により，アポロ計画でることとした．MUSES-C 模擬試料として，サンプル持ち帰られた月表層土壌約 1 g の水抽出物を加水分解

1D と 2D の 2 種類の粉末試料それぞれ約 100 mg が宇したものにグリシンやアラニン，アスパラギン酸など

宙研より配分された．それぞれガラスバイアルに入っのアミノ酸が ppb レベルで検出された [11]．この結果ており，テフロンバックに包まれていた．標準試料とは後年，高感度蛍光検出を用いた高速液体クロマトグ

して Murchison 隕石とブランク試料も合わせて，2000

ラフィー（High Performance Liquid Chromatography,

年秋に試料調製を筑波大のクリーンルーム内でおこな

HPLC）による追試でも確かめられ，原田教授は月アい，化合物の質量分析を筑波大で，同位体比分析を都

ミノ酸研究のパイオニアであると論文中で賛辞を送ら立大でおこなった．分析結果は公表されているが [8]，れている [12]．月土壌から，はっきりとした炭素質粒配分された試料には生体構成 L- アミノ酸や機械油な子が見つからないことや土壌粒子から太陽からのインどに用いられる炭素数 25 程度までの奇数偶数優位性

プランテーションによる可能性が強い HCN などが検のない n- アルカンが入っており，配布時にはすでに出されたことから，これらが反応してアミノ酸前駆体

地球由来有機物の汚染を受けていた．試料の履歴やキになったと思われる．また，炭素質隕石や彗星などが■2013遊星人Vol22-2.indd95

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月面に衝突した際に蒸発した有機物が残存した可能性あった（議論を終えて，真夜中の山陽道は高速トラッも指摘されているが確固たる証拠はない．これらアミクばかりで非常に怖かった）．放射光を用いたトモグノ酸などの有機化合物の存在量は低すぎて，同位体組

ラフィーや XRD では，試料粒子を最初に，有機樹脂

成は測定されたことがないので，月表層アミノ酸の成に包埋することから始まるので，有機化合物分析は一因については未だに決着していない．

連の操作の中の一番上流に入れてくれるように主張しいずれにしても，ターゲット天体が S 型小惑星であた．一方で，有機分析の際には大気や溶媒に晒される

るイトカワに変更になっても，表層に有機化合物が存ので鉱物の宇宙風化の研究にはマイナスとなる．分析在するかどうか分析してみる価値はあるということで，の対象・手法が異なると，相互に影響が出てくるので，分析チームには残っていた．

話し合いが幾度となく繰り返された．初期分析に供される試料量が数十 mg，数 mg，粒子毎のそれぞれの場合の分析フロー作成では圡山さんのご苦労は相当な

5. はやぶさ帰還延期ものであっただろう．
ご存じのように当初の計画では，はやぶさ地球帰還

粒子受け入れとキュレーションのための施設の建設

は 2007 年 6 月であったが，2010 年に延期となり，また，も始まった．有機分析の立場からクリーンルームの設採取量もかなり少ないだろうということで，分析チー

計に関して，何度か宇宙研に呼ばれて，藤村彰夫・加ムの再編成をおこなうこととなった．初期分析コンペ

藤学両教授，平田岳史さん（当時，東工大；現，京大），

ティッションに参加した 8 チームのうち，7 つの大学

香内晃さん
（北大）
と議論させていただいた．あまり役

連合が大学コンソーシアムチームとされた（表 1）．圡

に立つ仕事はできなかったが，真空系では油ポンプは山明さん（当時，阪大；現，京大）を代表として，種々用いないこと，用いる器具の有機物汚染を除くベーキの一連の分析の流れの中で有機化合物分析をおこなう

ング炉の設置，有機溶媒を扱う専用のクリーンルーム

こととなった．構成は北大から九大までであったので，とベンチの設置，使用する有機物はテフロンコーティ

繁く集まって分析計画を練る必要があった．筆者は当ングのものをお願いした．真空に引いているのだから，時， 岡 山 大 に 異 動 し て い た の で， 鉱 物 グ ル ー プ のその空間はきれい（汚染がない）と考えがちであるが，SPring-8 での実験の合間に，計画を話し合ったことも低圧化で蒸気圧をもつ油炭化水素はポンプで引いてい表1：「はやぶさ」粒子初期分析の大学コンソーシアムチーム一覧

1
2

3
4

5
6

7

注

氏名（*代表）海老原 充*
関本 俊
北島 富美雄*小嗣 真人
大河内 拓雄圡山 明*
上杉 健太朗中村 智樹*
野口 高明
田中 雅彦
長尾 敬介*
岡崎 隆司
奈良岡 浩*
三田 肇
浜瀬 健司
福島 和彦
圦本 尚義*

所属
首都大・理工京都大・原子炉
九州大・理JASRI/SPring-8
JASRI/SPring-8
大阪大・理JASRI/SPring-8
東北大・理
茨城大・理
物質・材料研究機構
東京大・理
九州大・理
九州大・理
福岡工大・工九州大・薬名古屋大・農北海道大・理元素組成

分析項目

高分子有機物質の有無と構造
粒子の3次元形状および3次元内部構造
鉱物の種類と存在度，全岩元素組成
岩石組織と鉱物元素組成
太陽風および宇宙線起源希ガスの存在量と同位体組成に基づくイトカワ表面環境
有機化合物の有無と種類

同位体組成，微量元素組成

JAXAから当初公表された名簿で，実際に参加した人数は表より多く，NASAから Zolensky氏，Sandford氏も参加している．

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る全空間に広く遍く行き渡り，吸着されて大きな汚染

とんどマシンタイムが取れなかったし，有機物のイオとなる．一般に，微量無機化学元素の分析者は施設・ン化には一次イオンビームとして Au イオンがよい．

容器に金属やガラスを使用することを極端に嫌がるが，そこで，有機物の ToF-SIMS を専門に分析を開始され微量有機化合物を分析する我々は有機素材を嫌い，ていた名古屋大学の福島和彦教授と齋藤香織さん（現，450〜500 ℃で数時間，加熱処理したガラス器具を用京大）のお世話になって，炭素質隕石の ToF-SIMS 分

いる．プラスチックなどの可塑剤として広く用いられ，析も検討し始めた．

環境中に普遍的に存在するフタル酸エステル類は容易に検出される．有機物分析に用いる唯一の有機素材は

6. はやぶさ粒子の有機化合物分析

テフロンであるが，高価で硬くて扱いにくい．キュレーション施設が完成して，作業する段階になって有機

2007 年に筆者は九州大に異動し，炭素質物質のラ用のクリーンルームは 2 人が入って作業するには非常マンスペクトルや赤外分光スペクトルを担当する北島に狭い空間であることに気付かされた．設計時の，私

富美雄さんと分析作業の流れを同じ建物でおこなうこの主張が足りなかったことを反省している．

とができることとなった．また，福岡工大に三田さん

より少ない試料で有機化合物分析をおこなうためのが異動していたので，有機化合物分析を自分だけの作検討も順次行った．それまでは，隕石中のアミノ酸分業でおこなわずにすんだ．分析最中に常時，間違いが析には数 100 mg 以上の試料を用いることが一般的だ

ないかチェックし，記録を残しておいてくれる共同研ったが（現在もそうである），高感度蛍光検出による液究者は必須であるので助かった．さらに，鉱物の中村体クロマトグラフィーにより，西村佳恵さん（当時，智樹さん（現，東北大），希ガスの岡崎隆司さんもいた

岡山大・九大院生）が苦労して，数 mg の炭素質隕石

ので，粒子分析に関する議論もしやすくなった．とく-12

粒子を用いて，サブピコ（10 ）モルオーダーでのアミに，両氏はキュレーション施設が完成してから，はやノ酸分析を可能にしてくれた．単なる純粋なアミノ酸

ぶさ粒子受け入れのために ISAS にほぼ常駐していた-15のフェムト（10 ）モル程度の蛍光分析は難しくない．

ので，分析のための進行状況を把握することができた．

しかし，実験室内で隕石を熱水抽出し，塩酸で加水分

2010 年が明けた頃には，最終的に粒子毎の分析ス解を行い，さらに誘導体化をおこなってからの実際のキームが現実的になり（実際にそうなったのだが），粒分析では，いかにバックグラウンドを低く抑えるかが子径で 50〜100 µm 程度 1 粒を念頭においた水を使用分析の成否を決める．分析のバックグラウンドをゼロしない有機化合物分析をする必要に迫られた．重量でにすることは残念ながら不可能である．高感度にすれいうとマイクロｇ以下であり，µg 以下の試料で ppb

ばするほど，グリシンやアラニンなどの地球上に遍くレベルの化合物を検出するにはサブフェムトモル
（10

存在するアミノ酸のピークがバックグラウンドに必ずモル以下）の分子を検出することになり，今まで開発

現れる．g 単位の試料を用いて，ppb レベルで存在すしてきた分析法ではほぼ不可能な分析であった．幸い，るアミノ酸を分析することは可能でも，mg 単位の試

九大薬学部には二次元 HPLC を駆使して生体 DL- アミ

料で ppb しか存在しない化合物を分析するのは至難のノ酸の世界最高感度での蛍光分析を達成されていた浜業である．

瀬健司さんがいらしたので，ご協力をお願いした．何-15

また，分析コンペでは念頭に置いていなかった溶媒

度か理学部と薬学部を往復し，分析のバックグラウン

抽出に依らない有機化合物分析の検討も必要と感じた．

ドを可能な限り下げる方法を考え，実際の分析に備えある企業が持つ飛行時間型二次イオン質量分析計

た．もし，ppm レベルのアミノ酸を含むような炭素（Time of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometer,

質隕石のような粒子が発見されれば，µg 程度の粒子 1

ToF-SIMS）を使用させてもらって，一次イオンとしつでアミノ酸分析が可能になった．

て Ga イオンを炭素質隕石に照射して高質量分解能分

有機化合物分析は九大で北島さんによる粒子のラマ析をおこなった．有機フラッグメントイオンが得られ

ン分光と赤外分光スペクトル測定後に，粒子を理学部ることはわかったが，イオン化されるものは限られて

本館の 4 階から 3 階に移動して行うこととし，宇宙研

いた．企業の ToF-SIMS 分析は非常に人気が高く，ほからはやぶさ粒子を移送する容器が必要になった．移■2013遊星人Vol22-2.indd97

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送容器をそのまま測定容器としたいとの北島さんの希した．キュレーション施設の皆さんには感謝するのみ

望で，10 mm × 10 mm，厚さ 0.7 mm のダイヤモンドである．

に 0.5 mm 直径で深さ 0.25 mm の円筒溝が 8 個あるダ

九大に戻ってからは北島さんの分光分析終了を待っ

イヤモンドホルダーを作成し，その溝にはやぶさ粒子て，日曜夜 10 時頃に溶媒抽出を三田さんとクリーンを入れて移送する計画を立てた．分析の流れで，有機

ベンチ内に設置した実体鏡下でおこなった
（図 1）
．溶

化合物分析もその溝内で行うこととし，実際に粒子の媒抽出後の粒子は月曜午前には放射化分析のために海溶媒洗浄が可能かどうか検討するため，ダイヤモンド

老原充教授（首都大東京）にわたすことになっていたの板にダイヤモンドドリルで直径 0.5 mm の円溝の作成

で，原子炉でのマシンタイムの制限から時間的余裕はをおこなった．ダイヤモンド板上でダイヤモンドドリ

なかった．何度か練習はしていたので，抽出自身は 1

ルが滑り，予想以上に多大な時間を要することとなっ時間程度で終了した．実体鏡下で見たイトカワ粒子はたが，どうにか試験に使える 1 個だけは作成することキラキラと輝いており，何か神秘的なものを感じた．

ができた．ダイヤモンドとダイヤモンドを擦りあわせ

配 分 さ れ た5個 の イ ト カ ワ 粒 子（RA-QD02-0017,

ると，黒い粉（グラファイト）が魔法のように出てくる-0033, -0044, -0049, -0064）
は 30 µm 〜200 µm で，主要という熱力学を実感した．作成した円溝に模擬粒子を構成鉱物はカンラン石であり，北島さんによるラマン

入れ，溶媒をマイクロシリンジで注入して粒子を洗浄

分光スペクトルでも炭素質隕石に含まれるような不溶して，そのまま引き上げることは予想通りうまくいっ

性有機物は検出されなかった [13]．-0033 と -0049 粒子

た．実際の宇宙研からのはやぶさ粒子の移送に用いるの抽出物はそれぞれアミノ酸分析に用い，残りの 3 つ

ダイヤモンドホルダーは外注により作成してもらった．

の粒子の抽出物は合わせて石英板に塗りつけて ToF-

宇宙研キュレーション施設のクリーンルーム内ではSIMS 分析に使用した．ダイヤモンドホルダーの合計

やぶさ粒子をダイヤモンドホルダー円溝に収容する作

8 つの円溝のうち，5 つにはイトカワ粒子が入っており，業には藤村彰夫教授，石橋之宏さんをはじめ多くの残りの 3 つの溝は空だったので，その溝を同じように方々にお世話になった．ダイヤモンドホルダーを有機溶媒で洗浄し，粒子に対する同じ操作をおこない，分溶媒および超純水で洗浄・乾燥・組立するのに約 3 日

析ブランクとした．実際の分析データは Geochemical

間かかり，リハーサルを含めて何度か行った．静電マ

Journal のサイト
（http://www.terrapub.co.jp/journals/

ニピュレーターを使った粒子の移動は藤村教授にお願

GJ/pdf/free/4601/46010061）から自由にダウンロード

いし，静電気で粒子は動き回って収容が困難で，5 個できるので参考にしてほしい．結果はアミノ酸蛍光分の粒子を収容するのに丸々2 日を要した．藤村教授の析にしても，ToF-SIMS 分析にしても，分析時のバッ

心身はたいへんお疲れになったことと思う．作業が終クグラウンドを有意義に超えるような量は検出されな了したのは真夜中で，次の日の朝一番の電車と新幹線かった．一方で，同時に行った CM2 南極隕石であるで，相模原から福岡まで粒子を北島さんと 2 人で移送

Yamato791191 の約 50 µm の粒子 3 個を塩酸抽出した

図1： ダイヤモンドホルダーの円溝での粒子洗浄操作．ダイヤモンド板の直径500ミクロンの円溝中のはやぶさ粒子にマイクロシリンジを用いて溶媒を注入（左）して粒子を洗浄し，さらに溶媒を用いて洗浄液を回収（右）している様子．（福岡工大・三田さん写真提供）■2013遊星人Vol22-2.indd98

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分析では，グリシン，ほぼラセミ体のアラニン，およ

小惑星の反射スペクトルは波長 0.9 〜 2.4 µm の近赤外

び地球上にはあまり存在しないα- アミノイソ酪酸が領域が平坦である（例えば，[14]）．そのような特徴的

ppm オーダーで検出された．アミノ酸分析では水抽

なスペクトルを示さない小惑星には他にもＣ型のサブ出が有効であるので，水抽出をおこなっていない本研グループとも言えるようなＧ型やＢ型などがあり，加究の論文報告では preliminary analysis という題目に熱を受けて水をほとんど失い , 炭素も有機物というよさせていただいた．ただし，水抽出して数 ppb レベル

りはグラファイトとして存在している可能性もある．

のアミノ酸が入っていたとしても，試料量が 1 µg 程

また，我々が手にしている炭素質隕石にも CI, CM,

度では現段階では検出は難しい．よって，今回の分析

CR, CV, CO, CK, CH, CB などのサブグループが存在

結果として，イトカワ粒子には有機化合物は検出されし，隕石母天体となる小惑星との関係はよくわかってず，もし存在していたとしても ppm 以下の量である．

いない．はやぶさ 2 ミッションによって，これら複雑分析結果は 2011 年 3 月の LPSC で藪田ひかるさん（阪な対応関係が明らかにされる可能性が高い．

大）によって発表された（筆者は入試作業で出席できな

また，太陽系小天体の有機物・水をはじめとする揮かった）．また，2012 年 8 月のロンドンでの国際隕石

発性物質を研究することは，我々地球における海・生学会でも発表したが，アメリカの隕石アミノ酸の研究

命の起源を探求することにつながる．水・有機物を構者から蛍光分析のみではなく，質量分析もおこなうべ成する元素である H, O, C, N は宇宙で最もありふれたきとの指摘を受けた．地球上の生体構成 20 種アミノ元素であり，太陽系元素存在度においても，希ガスで酸とは異なり，隕石中には DL 立体異性体を別として，

ある He, Ne を除くと，原子数で上位 4 つを占める．し構造異性体をもつ 70 種以上のアミノ酸が存在するのかしながら，現在の地球海洋に存在する水の質量はで，質量分析は必須である．

1.4 × 10 kg であり，地球質量の 0.023 wt% でしかない．

21

マントル岩石中に存在する水を海水の 10 倍と見積もっても 0.23 wt% と非常に少ないことがわかる．地殻

7. はやぶさ2計画の代表的な元素である Si で規格化してみると，地球-2

はやぶさ 2 が向かう 1993 JU3 はＣ型のスペクトル

表層では H/Si ＝ 2.7 × 10 であり，太陽系存在度 H/Si

タイプに属する炭素や水などの揮発性物質に富む表面＝〜3 × 10 に対して，約百万分の一まで枯渇している．

を持つ小惑星と考えられている．将来，人類が宇宙空

炭素についても同様で，
現在の地球表層（地圏・大気圏・間に飛び出し，Ｃ型小惑星表面に訪れた時に資源とし生命圏）に存在する見積炭素量は約 1 × 10て利用できる水は本当に存在するのであろうか．Ｃ型

球質量の 0.0017 wt% である．近年，研究が進みつつ

4

20

kg で，地Solar CO [19]







¹

IDPs [23]



º

Micrometeorites [22]



»

Star dust [21]



»

Ordinary chond. [20]

»



Enstatite chond. [20]

Terrestrial C

Carbonaceous chond. [16]





Comet C2, CN, HCN etc. [24]

¹

Solar [18]

13C(‰ vs. VPDB)

º

図2： 地球外物質の炭素同位体組成．記号はおおよその中央値，[ ]内は参考文献番号を示す．

$ð¼(p,nÍl}~JQ3
*6,.<I?HK3N

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ある Deep Carbon（深層炭素）の存在量が表層の 10 倍は炭素質な小惑星 1999 RQ36 からのサンプルリターだとしても 0.017 wt% とその存在量は少ない．太陽系ンを目指し，始原天体と生命の起原（Origins），小惑

存在度での C/Si ＝〜10 に対して，地球表層では C/Si

星のスペクトル解釈（Spectral Interpretation），資源-3＝ 1.7 × 10 と約六千分の一まで枯渇している．つまり， の同定（Resource Identification），
地球の安全（Security）
地球上では満ちているように思われる水・生命も宇宙を目的とした岩石採取探査機（Regolith Explorer）
で，や太陽系全体からみると，極めて限られた量の HOCN

科学目的は事実上はやぶさ 2 と同じである．失敗に終からなっていることがわかる．例えば，水 10 wt% とわったが，一昨年にロシアがサンプルリターンを目指

炭素を 1.3 wt% を含む典型的な炭素質隕石が地球質量した火星の衛星フォボスも炭素質な表面からなる．よ

22kg）だけ地球上に降り注げば，

り始原的な天体を探査したいという思いは世界共通の地球表層の水・炭素の現在量に相当する量になる．こようだ．宇宙研のはやぶさ MkII にも期待したい [17]．

の 0.2 wt% 分（1.4 × 10のように太陽系レベルでいうと極めて存在量の少ない

筆者が小惑星サンプルリターン計画に出会ってから地球上の水の起源は未だに謎である（例えば，[15]）．

20 年弱が過ぎた．惑星探査計画は人類にとって大いこのように少量の地球上の水・炭素はどこ（どのよに夢のある未知なるものへの挑戦であるが，長いタイ

うな小天体）に起原を持つのであろうか．炭素についムスパンと多くの人々の貢献が必須である．とくに，

13て言えば，地球全体の平均同位体組成（δ C）が起原をサンプルリターンのような惑星物質研究を成功させる示している．地球表層の炭酸塩と生物を含めた有機物

ためには長期の視点で，惑星物質科学に興味を持ち，の量と同位体比，中央海嶺からの脱ガスする CO2 や深実行力のある若い研究者を育てていく必要がある．

層からの炭酸塩マグマ（カーボナタイト），およびダイ
13

ヤモンドなどからの全地球の平均同位体比はδ C ＝

謝 辞-5‰ 程度と考えられている（図 2）．一方で，炭素質隕13石の加重平均δ C 値は約 -6‰であり，地球平均値と本特集「はやぶさ帰還試料の分析で分かったこと」

最もよく一致する [16]．また，水はほとんど含有されでは有機化合物分析に関しては現時点で書くことがなておらず，炭素（グラファイト）量は数千 ppm 以下でく執筆を辞退していたが，エディターの矢田達氏から13あるが，エンスタタイトコンドライトのδ C 値の範13

執筆して下さいとのことで，急遽本文を書くことにな

囲も一致する．しかし，普通コンドライトのδ C 値

った．記憶違いなどによる間違いがあれば，責任はすは -20〜 -13‰と例外なく，地球に比較して同位体的にべて筆者にある．初期分析を遂行するにあたってお世

軽い．つまり，普通コンドライトだけをどんなに集め話になった非常に多くの方々に感謝いたします．とくても地球の炭素は説明できない．重い成分との混合でに，研究畑の全く違う名古屋大学生命農学研究科の福

地球炭素の同位体組成を作り出すことができるかもし

島和彦教授と斎藤香織さん，および九州大学薬学研究

れないが，そのような重い炭素はどこにあるのだろう

院の浜瀬健司准教授には分析協力の申し出を快くお引か．天文学的観測によって，太陽や彗星には重い炭素き受けいただきました．また，九大・北島富美雄さん，をもつ CO や有機分子が存在しているようだが，極め福岡工大・三田肇さん，京大・圡山明さん，北大・圦

て 大 き な 同 位 体 組 成 幅 を 持 つ（図 2）． は や ぶ さ 2 や

本尚義さん，および査読者には原稿に有益なコメント

OSIRIS-REx による炭素質小天体，およびはやぶさをいただきました．最後に，拙文を読んでいただいた

MkII による枯渇彗星核の探査は，アミノ酸をはじめ皆さんと本稿の執筆を勧めていただいた矢田達氏に感とする有機化合物の種類や立体構造の他にも，地球炭謝を申し上げます．

素の起原（地球生命物質の起原）を知る上で非常に重要なミッションである．

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2016 年 打 ち 上 げ 予 定 の NASA に よ る OSIRIS-REx■2013遊星人Vol22-2.indd

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「はやぶさ」粒子の有機化合物分析と「はやぶさ２」／奈良岡

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本稿では化学構造のわかった有機物（化合物名を命名できる）を有機化合物とし，CHON などからなる構
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