木星は、ガスを主成分とするガス惑星である。

木星は太陽系最大のガス惑星

月 金星 木星が一直線に並んだ夜空

木星は太陽系最大の惑星で、内側から5番目にあって太陽の周りを回っています。

木星は、水素90%のガスを主成分とするガス惑星で、その周りを数十の衛星が回っています。

木星は、太陽 月 金星に続いて4番目に明るく見える天体です。

木星の大きな4つのガリレオ衛星

ガリレオによって最初に発見された、4個の大きい衛星は、ガリレオ衛星と呼ばれています。

ガリレオ衛星は、内側からイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストの4つがあります。

ガリレオ衛星の1つエウロパは、内側から6番目にある、月より少し小さい衛星です。

イタリア ピサの斜塔

ガリレオは、トスカーナ地方ピサに生まれた。

イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト

017年5月現在、木星には衛星が69個発見されている。そのうち53個は直径 10 km に満たない小さなもので、54個は母星となる木星の自転方向とは反対の公転軌道を持つ逆行衛星であることが確認されている。そのうち、大きな4つの衛星であるイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストはガリレオ衛星と呼ばれる。
中略
1610年にガリレオ・ガリレイは、望遠鏡を用いて木星に4つの衛星を発見した。これらは地球の月以外では初めて発見された衛星で、今日ではガリレオ衛星と呼ばれるイオ・エウロパ・ガニメデ・カリストである。これは同時に、地球以外の天体力学の中心が初めて見つかった例でもあり、ニコラウス・コペルニクスの地動説を支持する有力な証拠とガリレオは主張したが、そのために彼は異端審問にかけられた。

木星は太陽系最大のガス惑星

イタリア旅行 ピサの斜塔

エネルギー源となる熱水噴出孔

深海魚、竜宮の使い

熱水噴出孔は、地熱で熱せられた水の噴出孔、つまり陸上での温泉ですが、深海にもよく見られます。

生命の維持するためには、太陽光が必須であると考えられていました。

しかし、太陽光の届かない深海にある熱水噴出孔まわりでも、生物活動は活発に行われています。

熱水噴出孔から噴出する、各種の化学物質を目当てにした複雑な生態系が成立しているのです。

バラデロビーチ、キューバ ハバナ

カリブ海で世界一深い熱水噴出孔が発見される。

エネルギー源となる熱水噴出孔

熱水噴出孔(ねっすいふんしゅつこう、英語: hydrothermal vent)は地熱で熱せられた水が噴出する割れ目である。数百度の熱水は、重金属や硫化水素を豊富に含む。熱水噴出孔がよく見られる場所は、火山活動が活発なところ、発散的プレート境界、海盆、ホットスポットである。
熱水噴出孔は地球上ではふんだんにみられるが、その理由は地質学的活動が活発であることと、表面に水が大量にあることである。陸上にある熱水噴出孔には温泉・噴気孔・間欠泉があるが、これらについては各項目を参照するとして、ここではおもに深海熱水噴出孔について述べる。
深海によく見られる熱水噴出孔周辺は、生物活動が活発であり、噴出する液体中に溶解した各種の化学物質を目当てにした複雑な生態系が成立している。有機物合成をする細菌や古細菌が食物連鎖の最底辺を支え、そのほかに化学合成細菌と共生したり環境中の化学合成細菌のバイオフィルムなどを摂食するジャイアントチューブワーム・二枚貝・エビなどがみられる。
地球外では木星の衛星エウロパでも熱水噴出孔の活動が活発であるとみられているほか、過去には火星面にも存在したと考えられている。

熱水噴出孔まわりの生物社会

熱水噴出孔から噴出する水は豊かな鉱物資源を溶解しています。

なので、有機物合成をするバクテリアの大量増殖が可能になります。

そして食物連鎖によって、巻貝 エビ カニ チューブワーム 魚類 タコなども繁殖します。

熱水噴出孔をエネルギー源とする生態系は、太陽エネルギーと無関係に作られています。

熱水噴出孔で生命が誕生したという仮説

熱水噴出孔で無機物や有機物から生命が誕生したという仮説も複数存在する。日本の海洋研究開発機構と理化学研究所は、熱水噴出孔の周囲で微弱な電流を確認し、これが生命を発生させる役割を果たした可能性があるとの研究結果を2017年5月に発表した。
しかし、この仮説に対しては「熱水の組成には必須元素のマグネシウムが欠落している」という反論もある。
チューブワームは熱水噴出孔周りの生物社会では重要な位置にある。チューブワームは寄生生物のように養分を直接体組織に吸収する。チューブワームには口も消化管もなく、バクテリアを体内に寄生させる。チューブワームの体組織1gあたり1000万のバクテリアが寄生しているという。チューブワームは先端の赤い冠毛状の部分で硫化水素・酸素・二酸化炭素などを取り込み、特殊なヘモグロビンと結合させて、ワームと共生するバクテリアに供給する。その代償にこのバクテリア(イオウ酸化微生物)は有機化合物を合成してワームに供給する。熱水噴出孔に生息するチューブワームにはTevnia jerichonanaとRiftia pachyptilaがある。
アメリカ領サモアのナファヌア(英語版)(Nafanua)海底火山近くでは、ウナギばかりが固まって生息する通称Eel Cityが発見された。ウナギが珍しいわけではないが、熱水噴出孔の主だった住人はすでに述べた無脊椎動物である。
この生態系に息づく動物相特有の珍しい例としては、鉄と有機物のうろこで装甲した巻貝(ウロコフネタマガイ)や80°Cの水温でも生息できるポンペイワームAlvinella Pompeianaがある。
熱水噴出孔周辺で発見された新種の生物は300種を超える。

地球深部探査船による深海熱水生態系

カリブ海クルーズ ケイマン諸島

木星のガリレオ衛星エウロパ

木星衛星エウロパは、イオの次にある、木星の内側から2番目のガリレオ第2衛星です。

比較的明るい衛星なので、双眼鏡でも観察できます。

氷の下は液体の「エウロパの海」

木星衛星エウロパの表面は氷ですが、氷の下は液体の「エウロパの海」になっています。

エウロパの海は、地球でいえば南極のような環境らしいです。

南極の氷河

南極の氷河

エウロパの海は南極ボストーク湖に近い

表面は少なくとも厚さ3km以上の氷で覆われており、所々にひび割れが走っている。イオの次に木星に近く、公転周期がイオの2倍、ガニメデの半分という軌道共鳴の状態にあるため、強い潮汐力の変動に晒されている。その潮汐力で発生する熱によって表面の固い氷層の下は深さ数十から百数十kmにわたって氷が融け、シャーベット状で液体の海になっており、地球の海洋深部にあるような熱水噴出孔も存在すると考えられている。生命が存在する可能性も示唆されている。
中略
氷に覆われた海は地球における南極のボストーク湖に近い環境であると推測されており、生命が存在する可能性が指摘されている。そのような環境に存在する生命は、地球の深海に存在する生命に近いものであると推測される。エウロパにおける生命の存在はまだ確認されていないが、水の存在は、探索のための大きな動機となっている。

生命エネルギー源となる海底火山

エウロパの海には、地球と同じように生命のエネルギー源となる海底火山(熱水噴出孔)があるようです。

なので、生命が存在すると推測されており、一説ではエウロパの海には魚もいると言われています。

生命には水とエネルギーがあればよい

太陽光の届かない深海の生命であっても、表層から降り注ぐ養分の雨や、それを摂取した動物から養分を取り入れており、地球が生命を維持できるのは太陽光のためであると考えられていた。
しかし、1977年、深海探査艇アルビン号によるガラパゴス海嶺の探索では、ジャイアントチューブワーム、貝類、甲殻類など、さまざまな生物がブラックスモーカーと呼ばれる熱水噴出孔の周りに群生しているものが発見された。これらの生物は太陽光がまったく届かないにもかかわらず繁殖しており、また後に解明されたところによると、まったく独立な食物連鎖を形成していた。この食物連鎖の基盤は植物ではなく、化学物質の酸化反応からエネルギーを得ていたバクテリアだった。これらの化学物質とは、水素や硫化水素などであり、地球内部から噴出していた。このようなエネルギー合成システムを化学合成という。これは生命の研究において革命的な発見であり、生命には必ずしも太陽は必要ではなく、水とエネルギーがありさえすればよいということが明らかになった。

エウロパの海に生命はいるのか

南極観測隊 砕氷艦しらせ