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小惑星リュウグウや一部の炭素質隕石（※1）は、太陽系最初期に形成された天体の生き残りと考えられ、太陽系形成当時の元素組成をよく残す「始原的」な物質として知られています。ところが、これらの岩石は、形成後に水と強く反応し、もとの鉱物の多くが別の鉱物へと変化しています（水質変成作用）（※2）。岩石が水と反応すると、元素が水に溶け出したり移動したりして、もとの元素組成も変わる可能性があります。この「強く水と反応しているのにもかかわらず、太陽系初期の元素組成を保っている」という一見矛盾した特徴は、宇宙化学における長年の謎の一つです。
金沢大学自然科学研究科博士前期課程の奥村玲音、環日本海域環境研究センターの福士圭介教授、東京大学大学院理学系研究科の高橋嘉夫教授らを中心とする、金沢大学、東京大学、海洋研究開発機構（JAMSTEC）、広島大学、高輝度光科学研究センター（JASRI・NanoTerasu）、高エネルギー加速器研究機構（KEK）、東京科学大学の共同研究グループは、この長年の謎を解く手掛かりとなる物質を、地球外試料から発見しました。
本研究グループは、大型放射光施設の強力なX線を用いて詳しく分析し、これまで十分に認識されていなかった低結晶性のマグネシウムケイ酸塩水和物（M-S-H）（※3）に似た成分が、リュウグウや炭素質隕石に広く存在することを明らかにしました。M-S-Hは、マグネシウムとケイ素をさまざまな割合で含むことができる物質です。一般に、物質の組成が異なれば、それぞれが存在できる水環境も異なります。ところが、本研究グループがM-S-H の水への溶けやすさを室内実験と既存データを使って調べたところ、組成の違うM-S-H でも、同じような水環境のもとで存在できることが分かりました。
これは、場所ごとに岩石の組成が違っても、その違いを大きく失うことなく水との反応が進んだ可能性を支持する結果です。M-S-H のこうした性質は、「強く変質しているのに始原的」という一見矛盾した特徴を説明する有力な手掛かりとなります。
本研究成果は、2026年9月7日に、英国科学誌『Communications Earth & Environment』に掲載されました。
図：従来考えられてきたリュウグウおよび水による強い変質を受けた炭素質隕石の 鉱物学的描像と、本研究で得られた分光学的・物理化学的結果に基づくモデル。
🄫Fukushi.,K. et al, Kanazawa University (2026)
【用語解説】
※1 炭素質隕石（炭素質コンドライト）
太陽系ができた初期に形成された始原的な隕石の一群。専門的には「炭素質コンドライト」と呼ばれます。炭素や水を含む鉱物を多く含み、太陽系が形成されたころの化学的情報を保存しています。炭素質コンドライトにはいくつかの種類があり、元素組成や水による変質の程度も異なります。その中でもCI型コンドライトは、太陽系初期の元素組成を特によく反映しており、最も始原的な物質の一つとされています。リュウグウの試料も、元素組成や鉱物学的な特徴がCI型コンドライトに近いことが明らかになっています。
※2 水質変成
太陽系初期の小惑星には、氷が含まれていました。この氷が、岩石に含まれる放射性アルミニウムなどの壊変するときに生じる熱によって融け、液体の水となります。その水が周囲の岩石や鉱物と反応することで、鉱物の種類や化学的な性質が変化します。この作用を水質変成作用と呼びます。
※3 マグネシウムケイ酸塩水和物（M-S-H）
マグネシウム、ケイ素、水を主成分とする低結晶性物質。「低結晶性」とは、原子の並び方が一般的な結晶性鉱物よりも規則正しくなかったり、原子の配列の周期が非常に短かったりする状態を指します。M-S-Hは、マグネシウムとケイ素をさまざまな割合で含むことができます。蛇紋石やサポナイトなどの結晶性の含水ケイ酸塩と似た化学組成をとることがありますが、その構造や物理化学的性質は異なります。地球上では、セメント系材料に関連する反応や変質の過程などで知られ、主に工学分野で研究されてきました。近年では地球科学分野でも、アルカリ性湖沼の堆積物などから、M-S-Hに似た低結晶性物質が見出されています。
ジャーナル名：Communications Earth & Environment
研究者情報：福士 圭介
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