火星を部分的に改造する「局所的テラフォーミング」。

編集・制作：未知なる宇宙科学 ARCHIVES 編集部

火星を部分的に改造する「局所的テラフォーミング」とは何か

赤い砂漠が地平線まで続く火星の大地に、透明なドームがひとつ立っている。その内側だけに緑があり、水が流れ、生命が息づいている。そんな構想が、近年の宇宙科学で真剣に議論されるようになっています。惑星全体を地球化するのではなく、「一部分だけ」を居住可能にする考え方です。これを**局所的テラフォーミング（パラテラフォーミング）**と呼びます。

テラフォーミングという概念の来歴

「テラフォーミング（Terraforming）」とは、ラテン語の terra（大地・地球）と forming（形づくる）を組み合わせた造語で、他の天体の環境を地球に似た状態に改造し、人間が生存できるようにすることを指します。この言葉が初めて活字に登場したのは1942年、SF作家ジャック・ウィリアムスンの小説の中でした。

ただし、他の世界を住みやすく変えるという発想自体はそれ以前からありました。19世紀末、天文学者パーシヴァル・ローウェルは火星の表面に「運河」のような筋を観測したと信じ、知的生命が水を引いた痕跡だと考えました。これは観測上の錯覚だったと後に判明しますが、「火星には文明が築けるかもしれない」という想像を広める一因になりました。

惑星全体の改造が難しい理由

20世紀後半、宇宙開発が現実味を帯びると、科学者たちは火星全体を改造する構想を本格的に検討しはじめました。代表的な案は、火星の極地に蓄積された**ドライアイス（二酸化炭素の氷）**を溶かして大量の温室効果ガスを放出し、惑星全体を暖めるというものです。気温が上昇すれば氷が溶け、大気が濃くなるという連鎖反応（ポジティブ・フィードバック）を期待した考え方です。

しかし、この構想には三つの大きな障壁があります。

大気圧の問題。 火星の大気圧は地球のおよそ**0.6%**しかありません。人間が防護なしに立てば、体液が沸騰しはじめるほどの低圧です。

磁場の喪失。 地球は液体金属の核が生み出す磁場（磁気圏）によって、太陽から降りそそぐ高エネルギー粒子（太陽風）を受け流しています。火星はおよそ40億年前にこの磁場をほぼ失い、以来、太陽風に大気を少しずつ剥ぎ取られてきたとされています。NASAの探査機「メイヴン（MAVEN）」の観測によれば、火星は現在も毎秒およそ100グラム規模で大気を失い続けているといいます。仮に大規模なエネルギーを投入して大気を生成しても、磁場がなければ長期的に維持できない可能性があります。

有害な土壌成分。 火星の表土（レゴリス）には**過塩素酸塩（パークロレート）**という塩類が大量に含まれています。人体の甲状腺に悪影響を及ぼすとされる有毒物質で、農業にも支障をきたします。

全球テラフォーミングには、さらに数百年から数千年という長大な時間と、現代文明の総力を大きく超えるエネルギーが必要だとも試算されています。

局所的テラフォーミングの基本的な考え方

こうした障壁を前提に登場したのが、局所的テラフォーミングです。宇宙工学者ロバート・ズブリンらが提唱したこの構想は、惑星全体ではなく人間が暮らす空間だけを人工的な「殻」で覆い、その内部に地球環境を再現するというものです。

透明な膜で空間を囲い、内部に地球と同程度の1気圧の空気を満たし、水を循環させ、植物を育てる。この方式の最大の利点は、大気の流出問題を構造的に回避できる点にあります。全球テラフォーミングが「保持できない大気」と格闘するのに対し、ドームは大気をその場に閉じ込める設計です。必要なエネルギーや資源も、惑星規模の改造と比べれば桁違いに少なくて済むと考えられています。

ただし、ドームには別の課題があります。火星には磁気圏もオゾン層もないため、地表には宇宙放射線が降り注ぎます。透明性と放射線遮蔽を両立させる素材の開発が必要です。検討されているアイデアのひとつが、水の層を壁に用いる方法です。水は放射線を効果的に吸収しながら可視光を通す性質があります。ドームを二重構造にして間に水を循環させれば、「明るく、かつ放射線を遮る」空間を作れる可能性があります。また、内部の気圧によって膜を内側から支える、いわば「空気圧式」の構造も研究されています。

研究の現在地：生命と土壌の課題

極限環境に耐える植物の候補

局所的テラフォーミングの実現には、過酷な環境でも生存できる生命の存在が鍵を握ります。2024年、中国科学院の研究チームは、地球の砂漠に生きる苔の一種 Syntrichia caninervis が、マイナス196度の極低温や強い放射線、模擬火星環境にさらされても生き延び、再生する能力を持つことを報告しました。

苔は一般に、岩地のような不毛な場所に最初に定着し、有機物を蓄積しながら他の植物が育つ土台を整える「先駆種（パイオニア）」です。ドームの内部で最初に緑を定着させる候補として、こうした耐性の高い植物が注目されています。

有毒土壌の生物学的浄化

過塩素酸塩の問題については、生物学的なアプローチが研究されています。地球には過塩素酸塩を分解し、酸素を生み出す微生物が存在します。これらを利用して火星の土壌を浄化すれば、毒性を除去しながら酸素も得られる可能性があります。火星農業の実現に向けた前段階として、こうした土壌処理の研究が進んでいます。

関連構想：惑星規模の「磁場シールド」

局所的テラフォーミングとは別の方向性として、2017年にNASAの惑星科学部門（当時）のジム・グリーンらが発表した構想も注目されました。火星と太陽のあいだの特定の地点（L1ラグランジュ点）に磁場発生装置を設置し、太陽風を受け流す「磁場のシールド」を形成するというものです。シミュレーションでは、これにより火星の大気流出が抑えられ、数年から数十年かけて大気が回復しはじめる可能性があるとされています。ドームによる短期的な居住環境の確保と、惑星規模の長期的な環境改善を組み合わせる戦略として語られることがあります。

まだ答えのない問い

局所的テラフォーミングには、現時点で解決されていない問題が多く残っています。

ドーム内の閉鎖生態系を数十年、数百年にわたって安定的に維持できるかどうか、まだ確かめられていません。過去にアメリカで行われた「バイオスフィア2」実験では、密閉施設内での自給自足を試みた際に多くの困難が生じました。その経験は、閉鎖生態系の設計に向けた教訓として今も参照されています。

惑星保護の観点も無視できません。火星に地球の生命を持ち込むことは、もし火星に未知の微生物が存在していた場合、その汚染につながる可能性があります。探査段階での惑星保護と、将来的な居住化の両立をどう図るかは、科学コミュニティで継続的に議論されているテーマです。

低重力の影響も未解明です。火星の重力は地球の**約38%**とされています。この環境下で人間の身体や植物がどのように育ち、どのような健康影響が生じるかは、長期データがなく判断できていません。

まとめ：局所的テラフォーミングが示す可能性と限界

局所的テラフォーミングは、全球テラフォーミングの困難を正面から認めたうえで提案された、より現実的なスケールの構想です。透明なドームで空間を囲い、内部だけに地球環境を作り出すというアプローチは、磁場問題を構造的に回避できる点で理にかなっています。耐性の高い苔や過塩素酸塩を分解する微生物など、生物学的な手法の研究も進んでいます。

一方で、閉鎖生態系の長期安定性、惑星保護との両立、低重力の影響など、解決されていない課題は少なくありません。現時点では「どこまで実現可能か」について、研究者のあいだでも一致した見解があるわけではありません。

火星における局所的テラフォーミングの研究は、閉じた空間で水・空気・生命を循環させる技術の探求でもあります。それは同時に、資源が有限な地球上での持続可能な環境管理という課題とも地続きです。宇宙開発と地球環境研究が重なるこの領域は、今後も注目が続くと考えられます。