火星の表面にある多くの岩石や物質の性質は謎のままです。火山活動は、火星の表面物質の多くを形成する上で重要な役割を果たしており、水はそれらの火山岩や火山灰の多くの変化に役割を果たしてきました.多くの火山物質の形成に寄与した可能性のある地質学的プロセスは、「水力火山活動」です。これは、上昇するマグマと地表またはその近くで、液体または氷としての水との爆発的な相互作用です。
コロラド州ボルダーの宇宙科学研究所の上級研究員であるウィリアム ファランド博士が行った研究では、このようなタイプの水とマグマの相互作用によって生成された物質を調査しました。このような相互作用の爆発的な性質を考えると、生成された火山物質は断片化されて灰になり、生成された火山灰の急速な冷却により、その多くがガラスとして急速に固化します。ガラス状の灰に蒸気が堆積したり、その後加熱された水と相互作用したりすると、ガラスはさまざまな異なる材料に変化します。調査された火山物質のタイプは、火星の表面および表面近くの物質のかなりの部分を構成していると考えられています。
ファランド博士と共同研究者である惑星科学研究所のショーン ライト博士は、アイダホ州、ユタ州、ニューメキシコ州の多くの場所でフィールドワークを実施しました。博士。 Farrand と Wright は、ニューヨークのストーニー ブルック大学、スコットランドのスターリング大学、マサチューセッツ州のマウント ホリヨーク カレッジの共同研究者と協力して、これらのサンプルと、アイスランドとワシントン州で行われた以前の研究のサンプルを研究しました。
サンプルは、反射率、熱放射、メスバウアー分光法などの多くの分光技術と、X 線回折や蛍光 X 線などのより伝統的な方法を使用して検査され、鉱物学と化学が決定されました。使用されている分析アプローチの多くは、現在および計画中の火星探査機で利用できるものと類似しています。
チームは、液体の水とマグマの相互作用に関連する物質が、氷とマグマの相互作用によって生成されたものよりも高度に変化していることを発見しました。前者の一連の相互作用によって生成された変質鉱物には、スメクタイトとして知られる特定の粘土鉱物と、ゼオライトとして知られるシリカが豊富な鉱物が含まれていました。氷とマグマの相互作用物質には少量のスメクタイトが含まれており、ゼオライトは含まれていませんでした。
また、凝灰岩と呼ばれるセメント化された変質した火山性物質の一部に目に見える色の違いがあり、急速に冷却された灰色から茶色の凝灰岩は、氷マグマ変質物質では観察されなかった水マグマ変質生成物に関連していました。発見された鉱物の種類と観察された色の違いは、火星で発見される可能性のある類似の物質と比較する目的で使用できます。これにより、火星の表面物質がどのように形成されたかについての洞察が得られます。
ローバーに類似した分析アプローチが使用されたことを考えると、この研究の結果は、スピリット、オポチュニティ、およびキュリオシティのローバーからの結果を解釈するのに価値があります。ファランド博士のチームが調査したものと同様の物質が、これらの着陸地点の 1 つまたは複数に存在していた可能性があります。この作業は、NASA が計画している Mars 2020 ローバーと、欧州宇宙機関が計画している ExoMars ローバー (どちらも 2020 年に火星に打ち上げられる予定) から得られるデータの解釈にも役立ちます。
これらの調査結果は、Icarus 誌に最近掲載された、水力および氷河火山性玄武岩質凝灰岩の分光学的検査:火星の変質のモードと関連性というタイトルの記事に記載されています。 この作業は、W.H.宇宙科学研究所のFarrand、惑星科学研究所のS.P. Wright、ストーニーブルック大学のT.D. Glotch、スターリング大学のC. Schröder、マウント・ホリヨーク大学のE.C. SkluteとM.D. Dyar。
