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水星、または老化する惑星の美しさ

アカデミー賞受賞者のアンナ・マニャーニは、メイクアップ アーティストに次のように語っています。それらを育てるのに私の人生がかかりました。」 [F1] 幾分波に逆らって泳いでいた彼女は、老化した体の外面的な徴候を大切にしました。しわや顔の表情は、人と外界との長年の交流を証明しています。

彼らは、世界を 2 次元の表面にナビゲートしながら、老化する体と魂の 4 次元空間をマッピングします。そして、惑星の表面、つまり「月の顔」のような惑星の顔は、同様にその歴史を証明しており、その多様性は各天体の形成とその後の進化を反映しています。内部太陽系には驚くほど美しい地球があり、その若い表面はプレートテクトニクスと侵食によって絶え間なく新しく作られています。火星は、その表面がかつて生命が発達するための良性の条件を隠していた可能性があります[例えば、1]、今では住みにくい、ほこりの多い場所のように見えます.金星は原則として地球の双子ですが、実際には彼女の表面に地獄がある邪悪な姉妹です。摂氏 462 度 (863 F) であり、地球の海の 1 つでほぼ 1 キロメートルにわたって真っ直ぐに潜った場合に見られる圧力です。次に、太陽の近くを周回する最小で最も捉えどころのない惑星である水星があり、常にそのまぶしさに隠れており、地球から観察するのは困難です。

70 年代、マリナー 10 号は、水星の高解像度画像を送り返した最初の宇宙船でした。科学者たちがそれらの写真で見たものは、私たちの月、実質的な大気のない岩石の世界、その不毛の表面が豊富なクレーターと火山堆積物である月を思い出させました.

限られた量のデータ (マリナー 10 号は運用中に水星を 3 回フライバイしただけ) にもかかわらず、これらのデータは驚きでした。月と水星の間の表面的な類似性は誤解を招くものでした。最も予想外の発見は、マリナー 10 号に搭載された磁力計による、惑星規模の磁場の検出でした。磁場は、地球の磁場の場合のように、惑星の液体コアの組織化された運動の結果でしたか?それとも、観測された表面磁化が、もはや活動していない古代の内部磁場の記録として解釈される火星の場合のように、地殻磁場にすぎなかったのでしょうか?これらの問題は解決できませんでした。

マリナー 10 号は表面の 45% しか画像化していませんでした。これは、必ずしも惑星全体を表しているわけではありません。月の表側は月の裏側とはまったく異なり、この二分法を説明するために、衝突、伴星の降着、組成の局所的な変化などのプロセスの組み合わせが提案されています [2, 3]。同様に、火星の北半球は南半球とは完全に異なり、現在、巨大衝突の観点から説明されている発見です [4]。

水星をさらに調査する必要があることは明らかであり、NASA は専用の水星表面、宇宙環境、地球化学、測距 (MESSENGER) ミッションを送り、2011 年から 2015 年にかけて継続的に水星を周回しました。主な調査結果のリストについては、ミッションのウェブサイトを参照してください [F2])。MESSENGER は、水星と月の類似性が誤解を招くものであることをさらに証明しました。

似たような外見にもかかわらず、水星の表面は月の表面よりも若いことが判明しました。固体の惑星表面の年齢の推定は、表面の特定の部分 (ユニット) に見られるクレーターの数をその年齢と関連付けることができる手法であるクレーターのカウントに基づいています。基本的な考え方は、ユニットが古いほど、時間の経過とともにヒットした衝撃の数が多くなるというものです.

水星の最も古い単位は 41 億年 (Gyr) であり、最も古い月の地形は約 4.4 Gyr の年齢 [5] であり、太陽系自体は約 4.5 Gyr の年齢です。言い換えれば、水星の表面には、最初の 4 億年 (Myr) の歴史の兆候は見られません。大規模な火山噴火と大規模な衝突盆地の形成の両方が、以前の時代の記録を覆ったり消去したりすることによって、ユニットの年齢をリセットすることができます.このプロセスを示す良い例は、太陽系で最大の 1550 km の衝突盆地 (963 マイル) であるカロリスです。

盆地自体は、約 3.7 Gyr の前に、地殻を局所的に除去して溶かした巨大な衝突に続いて形成されました。盆地の内部には、盆地自体よりも約 1 億から 2 億年若い火山性溶融シート (つまり、凍った溶岩の層) が含まれています。したがって、盆地が形成された後、メルトが地表で噴出し、盆地を満たしました。エイトケン クレーターが示すように、月でも同様のプロセスが発生しました。

カロリスを生成したものとしての非常に大きな衝突イベントは、マントル対流を修正することができる量のエネルギーを地下に堆積させ、地球型惑星の深部内部で起こる熱い岩石のゆっくりした流れ [e.g., 6].衝突によるマントル対流の変化の数値モデルは、大きな衝突が局所的に対流運動を強化し、関連する溶融生成の量と場所の両方を変化させることを示しています [7]。下の図は、カロリスサイズの盆地を形成する衝突後の水星のマントルにおけるこれらの効果を示しています。

新しく形成されたカロリス盆地の下で時間の関数として生成された溶融物の量を追跡し、観察された内部メルトシートの定置の体積と時間の結果、カロリスの内部(そして、レンブラントのような水星の他の大きな盆地)の観察された特性を内部のダイナミクスと結び付けることが可能です惑星の。結果は、カロリスとレンブラントの形成時にマントルが冷却され、少量の対流溶融物しか生成されなかったことを示しています [7]。この結論は、水星の表面での最後の大規模な火山噴火の日付と一致しており、水星のマグマ活動を独立して把握できます [8]。

水星の表面には大きな組成変動があります。特に、カロリスの内部の組成は、説明が難しい独特の鉱物学を持っています [9]。上の図は、衝撃が対流融解に対して浅い深さで融解を引き起こす様子を示しています。パネル i を比較してください パネル付き f .これらの深さは、対流に関与しないマントルの最上部である、いわゆるよどみ蓋に対応します (パネル a の温度場の青と白の領域に大まかに対応します)。 に )。その組成は、惑星を形成した構成要素の痕跡を保持している可能性が高く、大きな衝突は、この痕跡を地表で目に見えるようにする方法を提供します[7]。

大きな盆地で観察されたメルト シートは、盆地の形成時の惑星の熱状態のプローブとして機能し、その組成は太陽系の構成要素に関する手がかりを提供する可能性があります。したがって、水星と月の古代の表面は、惑星の歴史、ひいては地球の歴史が反映される鏡です。年を重ねることには美しさがあります。なぜなら、古い人のように、古い表面には共有すべき情報がたくさんあるからです。

参考文献:

<オール>
  • Grotzinger J. P. 他、科学 343, 1242777-1, 1242777-14, 2014. doi:10.1126/science.1242777
  • Miljkovic K. 他、科学 342, 724—726, 2013. doi:10.1126/science.1243224
  • Jutzi, M. and Asphaug E., Nature 476, 69—72, 2011. doi:10.1038/nature10289.
  • Andrews-Hanna J. C. et al., Nature 453, 1212—1215, 2008. doi:10.1038/nature07011.
  • Marchi S. et al., Nature 499, 59—61, 2013. doi:10.1038/nature12280.
  • Roberts J.H. および Barnouin O. S.、Journal of Geophysical Research 117, 1—15, 2012. doi:10.1029/2011JE003876
  • Padovan S. 他、Nature Communications 8, 1—10, 2017. doi:10.1038/s41467-017-0169-0
  • Byrne P. K. et al., Geophysical Research Letters 43, 1—9, 2016. doi:10.1002/2016GL069412
  • Namur O. および Charlier B.、Nature Geosciences 10, 9—13, 2017. doi:10.1038/ngeo2860
  • 脚注:

    <オール>
  • 引用元は、女優がイタリアの雑誌「パノラマ」に行ったインタビューのようです.ウェブ上にはいくつかのバージョンが存在しますが、その意味はここで報告されている内容とほぼ一致しています。
  • 最も重要な 10 の科学的発見は、専用の MESSENGER ウェブサイトに掲載されています。
  • これらの調査結果は、ドイツ航空宇宙センターの Sebastiano Padovan が率いる研究をまとめたものです。


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