彗星は、生命の鍵となる材料をおそらく一度も十分には届けなかった

生命はどのように始まったのか。有力な答えの1つは前生物化学を通るものだ。単純で反応しやすい分子が組み上がって、生命の構成要素になるという考えである。なかでも際立つ分子がシアン化水素（HCN）だ。炭素と窒素のあいだの三重結合は、さらなる反応を進めるのに十分なエネルギーを蓄えている。最近の実験では、濃度がリットルあたり約10ミリモルであれば、HCNから脂質、糖、核酸塩基、ヌクレオチドができることが示されている。

しかし、それほど濃いHCNはどこから供給されたのだろうか。初期の大気でHCNをつくるのは、その大気が水素に富む「還元的」なものであった場合に最もうまくいく。だが多くの地質学的証拠は、そうではなかったことを示している。代わりの考え方は、一世紀以上前からある、宇宙からの運搬だ。とりわけ魅力的なのが彗星である。彗星は水の約0.1%にあたるHCNを含んでおり、原理的には局所的にリットルあたり約30ミリモルの濃度を生むのに十分だ。

ケンブリッジ大学のRichard Anslow、Catriona McDonald、Amy Bonsor、Paul Rimmerと、エディンバラ大学のAuriol Raeは、この考えを本格的に検証した。HCNを選んだのは意図的だ。彗星の中に有用な濃度で見つかるこの種の分子はHCNだけであり、三重結合のおかげでほかの分子より壊れにくい。HCNが生き残れないなら、ほかの分子も生き残れない。

彗星の障害物競走

チームは、何が衝突したのかを語れない月のクレーターからではなく、海王星の外側で生まれた100万個の氷天体を追跡するシミュレーションから、若い地球への彗星の爆撃を再構築した。そのうえで、各彗星に3つのハードルを課した。

• 自転による分裂。ガスの噴出が小さな彗星の自転をどんどん速め、ついには分裂させる。これにより、地球に届く彗星の数はおよそ10分の1に減る。
• 大気。もろくて多孔質な彗星は、約100メートルより小さければ上空で爆発し、分子をまき散らす。大気はまた、浅い角度で突入する彗星もふるい落とす。それはまさに、積み荷を壊さずにすむ、穏やかでかすめるような衝突をするはずの彗星だ。
• 衝突。太陽系の外側から来る彗星は、平均で秒速約28キロメートルで地球に衝突する。衝突の熱で、HCNの大部分が壊れる。

太古の大気の圧力や陸地の量など、不確かな段階ではいつも、チームは彗星に最も有利な値を選んだ。生き残ったHCNは、湖や海ではなく彗星自身の氷の中だけで薄まるとさえ仮定した。

ほとんどの場合、ゼロ

100,000通りのシミュレーションされた歴史で、若い地球は100メートルより大きい彗星を100,000個以上受けとめた。それでも、陸地にリットルあたり10ミリモル以上のHCNを届けた衝突の回数の中央値はゼロだ。シミュレーションの54%では、そうした衝突は1回もない。

彗星による運搬の成功は、時間とともに急速に減っていく（青）。最後の成功の最も可能性の高い時期（赤い線、44.1億年前）は、生命の最も古い間接的証拠（網掛けの帯、約42億年前以降）より前である。— 図3、Anslow et al. (2026), arXiv:2611.02924.

成功が起きるとしても、それは早い時期だ。最も可能性の高い時期は44.1億年前で、約42億年前の最初の間接的な生命の兆候より1億年以上も前である。40.3億年前より後に成功を記録するシミュレーションは5%未満だ。成功には、まれで、遅く、非常に斜めの衝突が必要で、それは彗星が最も激しく降り注いでいた時期にしか起こらない。当時の地球には陸地がほとんどなかったので、そうしたまれな衝突の多くは海に落ちた。

地球全体で見ても、状況はよくならない。壊れずに届いたHCNをすべて1つの海に広げても、濃度はリットルあたり約0.75マイクロモルにしかならない。実験室のレシピより1万倍以上も薄い。

よりよい標的、火星

火星、地球、金星で、100万年あたりにリットルあたり10ミリモルを超えるHCNを届けた彗星の数。陸地を考慮する前の値。— 図4、Anslow et al. (2026), arXiv:2611.02924.

同じシミュレーションを現在の条件で火星と金星について走らせると、印象的な話が見えてくる。火星が受ける彗星は地球の5分の1だが、成功した衝突は744回を記録する。これに対して地球は87回、金星は24回だ。いずれも陸地を考慮する前の数である。火星では衝突速度が遅く、平均で秒速約20キロメートルであり、大気がとても薄いので、100メートルより大きい彗星はほぼすべて通り抜ける。金星の厚い大気は、直径数キロメートルの彗星さえ破壊する。もし彗星が欠かせない段階だったなら、生命のゆりかごとしては火星のほうが有力だっただろうと著者らは指摘する。ただし、水に覆われた初期の火星も、陸地不足という同じ問題に直面することになる。

幸運な衝突でも足りない

幸運な彗星が1つ、壊れずに着地したとしよう。数日から数週間のうちに、地下水や雨、地表を流れる水がHCNを有用な濃度より薄めてしまう。静かなクレーター湖でさえ、数年で水が入れ替わる。そのうえで単純なモデルを使うと、彗星の化学から生命が生まれるまでに予想される時間は、もっともらしい値のもとでは宇宙の年齢を超えてしまう。

地球の最初の数億年に、幸運な衝突が1回あった可能性を著者らは否定できない。それでも、長く生命の材料の運び手とされてきた彗星は、せいぜいきわめてまれで短命な供給源にすぎなかった、と結論づけている。