金星は地球とよく似た組成や大きさをしており、双子にたとえられることもある。しかし「水の惑星」とよばれる地球と違い、金星には海がない。でも、もしかしたら現在見られないだけで、過去には地球のように海があったのかも…？

金星は地球にそっくり？

  なぜ金星には地球と違って海がないのか。それがわかれば、なぜ地球に海があるのかもわかるかもしれない。はしもと准教授は、そんな興味から研究を始めたという。

  金星は、地球と大きさや質量がほぼ同じで、水星や火星と共に「地球型惑星」に分類されている。しかし、金星と地球には決定的な違いがある。それは海洋の存在と大気の組成だ。地球は平均気温が15℃程度で、水が液体として存在できるため、広大な海洋をもつ。ところが金星は、大気の主成分である二酸化炭素の温室効果が大きく、地表の平均温度は400℃以上。大気圧も地球の100倍近くある。

  「じゃあ、似ていないじゃないか」と思われるかもしれない。はしもと准教授は「地球では多量の二酸化炭素が石灰岩の中に存在しており、酸素は後に植物が光合成で作り出したことを考えると、水以外の組成はよく似ている」と話す。液体の水の存在が石灰岩の生成を可能にし、地球大気中の二酸化炭素の量を減らした。地球と金星の環境の違いの原因は、水の量の違いによるものだと、はしもと准教授は考えている。現在の金星大気に水蒸気はごく微量しか存在していないが、金星大気中の水素同位体の存在比は金星から水素が宇宙空間へ流出したことを示している。過去の金星には地球と同じように水が存在していてもおかしくないという。

  これまでの金星地表の観測で、河川の跡など液体の水が存在した証拠は得られなかった。しかし、現在の地表が形成されたのは5～10億年前であり、それ以前の地形はわからない。そこで、地形からではなく、水がないと生成されない物質の存在から、金星に海が存在した可能性を考えはじめた。注目したのは、岩石の一種である「花崗（かこう）岩」だ。

地球特有の岩石・花崗岩

  花崗岩は白っぽい色をした岩石。石垣や墓石、国会議事堂の外装など広く石材として使われている。大陸を構成する地殻に多く含まれており、地球ではありふれた岩石だが、じつは現在までに地球以外の太陽系内の惑星や小惑星では見つかっていない。

  鍵を握るのはその生成過程である。花崗岩はマグマが冷え固まってできる岩石なのだが、その形成には水とプレートテクトニクスが不可欠だと考えられている。2つのプレートがぶつかり合って片方が沈み込むことで、水を含んだ鉱物が地球の深部へと運ばれる。圧力と温度が高くなると、水を含んだ鉱物は分解され、含まれていた水がマントル中に放出される。水が入ると、花崗岩の材料となる岩石の融点が下がることが知られている。こうして融けた岩石が、花崗岩のもとになるマグマになる。

  「40億年前には、金星にも同じくらいの水があったのかもしれない。また、地球にプレートテクトニクスができたのは、大量に水があったからだと考えられています」とはしもと准教授は話す。もし金星に花崗岩が見つかれば、「海があった」という可能性が大きく膨らむ。だが、花崗岩を探索するのは一筋縄ではいかない。