ベートーベン四角形は水星の赤道地域、マリナー 10 号によって撮影された領域の中心に位置しています。四角形のほとんどの写真は、マリナー 10号宇宙船が水星から遠ざかるにつれて太陽の角度が高くなったときに取得されました。地質図の単位は、形態、テクスチャ、アルベドに基づいて記述および分類され、地層関係と重なり合うクレーターの密度の視覚的な比較に基づいて相対的な年代が割り当てられています。クレーターの年代は、縁の頂上の地形的な鋭さや、クレーターの底、壁、噴出物エプロンなどの内部と外部の特徴の保存度によって示される、外観の相対的な新しさによって確定されます。一般に、地形は太陽の角度のために非常に控えめに見え、地図の単位間の境界は明確に定義されていません。
直径約250 kmを超える衝突クレーターは盆地と呼ばれます。しかし、月面の多くの盆地とは異なり、四角形内の2つの明らかな盆地、ベートーベン盆地（直径610 km）とラファエル盆地（直径320 km）は多重リング構造をとっておらず、一方、直径の小さいクレーターの多くは、よく発達したリングで囲まれています。[1]ベートーベン盆地とラファエル盆地の一部を取り囲む残存噴出物層は、外観が目立たず、境界が不明瞭な箇所もあります。しかし、これらが認識できる場所では、これらの広大なエプロンによって、大まかな地域的な地層序を決定することができます。3つ目の盆地は、極めて目立たないものの、緯度0°、経度130°を中心としている可能性が高いです。
トルストイ四角形はベートーベン四角形の西側に、カイパー四角形は東側に位置します。 シェイクスピア四角形とヴィクトリア四角形は北西と北東側に、ミケランジェロ四角形とディスカバリー四角形は南西と南東側に位置します。
地層学
平野材料
四分円内の岩石ユニットは主に (1) 平原物質と (2) クレーターおよび盆地物質に分けられる。平原ユニットの表面は、比較的平坦だが粗いものからほぼ平坦で滑らかなものまで形態が様々である。後者の地形は、ケイリー層や月の古い海のような中間のアルベドを持つ。平原物質は、部分的には表面のテクスチャと、重なり合ったクレーターの密度によって決まる相対的な年代によって識別される。最も古い 2 つの平原ユニットのうちの 1 つであるクレーター間平原物質は、トラスクとゲストによって最初に記述された。[2]それは四分円の西部、中央部、南東部の広い地域を覆っている。そこでは、水星の他の地域と同様に[3]その表面には、埋もれた多くのクレーター縁の尾根や、古い時期に再表面化したテラのこぶ状の残骸の輪郭が見られる。このユニットは、重なり合った鎖や谷を形成した多くの二次クレーターによって削り取られており、それが丘陵状のテクスチャに貢献している。クレーター間平野ユニットは、クレーターおよび盆地噴出物堆積物、火山流、そしておそらくは火砕堆積物から構成され、これらはクレーターが密集した古い地殻岩石を部分的に再表面化させ、滑らかにしたと考えられる。ユニットは、東側に向かって平野およびテラ物質が水平方向に連続的に、垂直方向には中間平野物質が漸次的に分布しているように見える。クレーター間平野物質は、ベートーベン盆地周辺の噴出物ブランケットとほぼ同年代であると考えられる。両ユニットともクレーター密度が高い。平野ユニットがベートーベンよりも新しいことは、盆地の噴出物ブランケットが平野物質の重なりや湾入によって部分的に隠されているように見える地域があることで示唆されるかもしれない。SpudisとProsser（1984）は、ベートーベンは紀元前3世紀後半から紀元前2世紀前半の可能性があると示唆している。
分割されていない平原およびテラ物質の年代は、おそらくクレーター間平原物質の年代、および少なくとも中間平原物質の一部と同等であるが、中間平原物質と接触して発見されたことはない。図郭の中央部および東部に分布する平原およびテラ・ユニットは、もともとカイパー図郭（De Hon他、1981年）の東側に位置づけられていた。そこでは、画像品質の違いにより平原物質とテラ物質を明確に区別できない場合にこの用語が用いられた。ベートーベン図郭でも同じ理由でこの名称が採用された。このユニットは西側および南側でクレーター間平原物質と混交しており、起源および組成が同一であると解釈されている。
中間平原物質と平滑平原物質も、比較的微細なクレーター噴出物と火山性物質の混合物から構成されており、連続した層を形成していると考えられる。どちらのユニットもクレーター間平原ユニットよりも厚い。中間平原物質は、図郭の西半分のクレーター間地域に広く分布し、南部の古いクレーターや盆地の底を埋めている。最も新しい平原ユニットである平滑平原物質は、低地に散在する斑点として存在し、c4年代以上の多くのクレーターの底を覆っている。一部のクレーター底、特に小さなクレーター底では、平滑平原物質と中間平原物質の区別が難しく、選択は恣意的となる。
いくつかの小さな暗色物質の塊と、C5クレーターの周囲およびC5クレーターから放射される明るい光線に覆われた領域を除けば、すべての平原と多くのクレーターの外側の縁の物質は中程度のアルベドを持っています。これらの物質が全体として、惑星の表面に均一な外観を与えており、これは月の明るい高地と暗い海のコントラストとは異なります。
ベートーベン四角形には、カイパー四角形（De Honら、1981年）に見られるようなテラ物質は確認されなかった。その理由の一つとして、カイパー領域の特徴である粗いテクスチャを持つ表面を形成できたと考えられる、若い大型クレーター群の数が少なかったことが考えられる。また、ベートーベン四角形は太陽の角度が高かったため、粗さの目に見える影響は軽減されている。
盆地とクレーターの物質
ベートーベン盆地とラファエル盆地からの粗い線状の噴出物ブランケットが、地図上の南部を支配している。ベートーベンのクレーター壁は、噴出物ブランケットと平原物質に埋もれている。両盆地からの噴出物ブランケットは広範囲に及ぶものの、極めて非対称であり、場所によってはクレーター間平原や比較的新しい平原ユニットによって深く湾入している。これらの湾入関係は、盆地の縁の尾根と内壁の不連続で緩やかな外観と相まって、これらが比較的古い衝突構造であることを示唆している。しかしながら、水星は月などと比較して高温で重力場も高いため、形態学的外観は誤解を招く可能性がある。これらの条件はいずれも、特に大規模構造において、[1]より急速なアイソスタシー調整を促進し、それが地形の緩やかな変化や、かつては広大であった地形の早期の「老化」として現れると考えられる。一方、クレーターの数は、観測された地層関係を裏付ける傾向があります。
ベートーベンとラファエルの大きな単環盆地に加え、四分円内には直径100 kmを超える二重環クレーターが少なくとも8つ存在する。これらのクレーターの年代はc1からc3に及び、小規模ではあるが、その噴出物ブランケットは、近傍の物質単位の相対年代測定に役立つ地層層準を提供している。二重環クレーターの中で最も新しい2つ、デューラー（北緯22度、経度119度）とヴィヴァルディ（北緯14度、経度86度）は、顕著でほぼ連続した内環を有し、その直径は外環の約半分である。月の多重環構造の一部とは異なり、これらのクレーターの周囲には追加の環の痕跡は見られない。
中央ピークは、c3 および c4 年代のクレーターでは一般的ですが、c2 年代のクレーターではまれです。その起源は、より大きなクレーターや盆地の内輪と生成的に関連している可能性があります。クレーター底の下には、衝突によって生じた衝撃波によって形成された、砕け散り、角礫化した物質の帯があります。クレーター縁の物質は衝突による減圧された噴出物で構成され、中央ピークは、クレーター壁からの崩落物質の収束流によって形成されたと考えられます (Shoemaker、1981)。クレーターが十分に大きかった場合、収束流は中央ピークではなく内輪を形成しました。中央リングまたはピークの形成に関する別のモデルが Melosh (1983) によって議論され、水中に落とされた石が生み出すジェット噴流に類似した、破砕された物質の跳ね返りの結果として形成されると示唆しました。クレーターのサイズに応じて、中央ピークまたは内輪のいずれかが形成されます。ゲストら（1979, p. 88）は、中央峰のクレーターの限界サイズを約150 kmと定義しています。このサイズ制限は、ベートーベン四角形に概ね当てはまるようですが、環状クレーターのジュダ・ハ・レヴィ（北緯11度、経度109度）は例外で、内側のリムクレストの直径は約80 kmです。このクレーターは2つのリングを持つように見えますが、内側のリング構造は外側のリングよりも形態学的に新しく、別の、そして後代の衝突によって形成された可能性があります。
直径約30km未満のクレーターは、放射状のクレーター、およびより大きなクレーターや盆地の衛星クレーターとして連なり、群をなして存在するクレーターを除いて、地図上には記載されていません。これらの衛星クレーター、すなわち二次クレーターは、相対的な年代や起源によって区別されていません。（ただし、地図の南西隅付近では、細長い連なりが親クレーターであるヴァルミキクレーターから放射状に連なっています。）一般的に、二次クレーターは月のクレーターよりも地形的に新しく、一次クレーターに近い場所に形成されています。この効果は、水星の重力場が月よりも高いため、クレーターからの噴出物の衝突速度が速いためと考えられます（Scott, 1977）。[4]
構造
ベートーベン四角形には、断層や断層あるいは単斜褶曲に関連する可能性のある崖は見られない。これはおそらく太陽高度が高いためだろう。これらの構造の中で最も長く、最も顕著なのは、地図領域の南東四分円にある平野と陸地の区画されていない部分に見られる。そこでは、一連の顕著な崖が南緯10度、経度95度付近から南緯4度、経度86度まで北東方向に約400kmにわたって伸びている。デューラークレーターの内輪は、北側で小さな正断層または横ずれ断層によってわずかにずれているように見える。
四角形全体に谷と尾根が見られます。谷がクレーターや盆地の中心に対して明確に放射状に伸びていない場合、それらは地溝である可能性があります。しかし、ほとんどの場所では、低角度の弾道軌道をたどった衝突噴出物によって形成された線状のガウジと区別することは困難です。一部の尾根は月の海の尾根に似ていますが、一般的にそれほど明確ではありません。ベートーベン盆地のほぼ真北には、2つの古代盆地の埋没縁頂と解釈される尾根が部分的に見えます。これらの盆地の中心は、南緯11度、経度127度付近と北緯2度、経度124度付近にあると考えられます。
地質史
水星の進化史を再構築するための地質学的証拠は、周回宇宙船と着陸機が全面的またはほぼ全面的なカバーと高解像度の画像を提供している月と火星ほど完全ではない。しかし、入手可能なデータから、3つの天体の衝突と付加の歴史に関して、いくつかの類似点を引き出すことができる。地質学的記録は、3つすべてで流星物質のフラックスが減少する期間を示しており、地殻進化の初期に形成された盆地と大きなクレーターは、徐々に小さなサイズの衝突に取って代わられた。ベートーベン四角形に地図作成可能なc5クレーターが比較的少ないことは、新しいクレータークラスでクレーター生成率が低下していることを示している。最も古いクラスであるc1の小さなクレーターの密度が低いのは、水星の歴史の長い期間にわたる衝突による破壊と噴出物と火山物質による隠蔽が原因である。
クレーター間平原と新生平原の物質は、おそらく起源が複雑で、火山噴出物と衝突噴出物に関連する堆積物の両方から構成されています。平原の物質は主に低地に堆積し、古いクレーターや表面が埋没または部分的に埋没しています。それらの相対的な年代と厚さは、表面に見えるクレーターの数に反映されています。クレーターの密度が高い場合、平原の物質は比較的古いか薄く、クレーターの密度が低い場合は、比較的厚く新しい堆積物であることを示しています。重なり合ったクレーターと部分的に埋没したクレーターを区別できる場合、平原ユニットの相対的な年代を特定できます。クレーターの数から、クレーター間平原ユニットのクレーター密度が中間平原ユニットの2倍であり、かなり古いことがわかります。
水星の平原の物質が月の海の火山噴出物に類似しているかどうかは不明である。この四分円では、水星の平原は海の物質に見られる多くの特徴、例えば低いアルベドと他のユニットとの強いアルベドコントラスト、ローブ状の流前面、曲がりくねったリル、そして多数のしわのある尾根やドームと山頂クレーターなど、を欠いている。おそらく水星の平原ユニットは月のケイリー層に類似しており、大部分が細かく砕けた噴出物で構成されていると考えられる。ベートーベン四分円の平原ユニットの起源と構成が何であれ、それらはこの地域の地殻進化の後期段階を表している。
この四分円で観測される月と水星の部分の他の違いとしては、ベートーベンには明瞭な高地と低地が存在せず、四分円では古いクレーターと盆地の周囲に二次クレーター列が保存されていることが挙げられます (Scott、1977)。
水星の地質学的歴史は、ゲストとオドネル（1977）、デイヴィスら[5]、ストロム[6]によってまとめられています。
参考文献
- ^ ab Trask, NJ、1976、「水星の盆地発達の歴史：水星と月の比較に関する会議：月科学研究所寄稿第262号」、p.36。
- ^ Trask, NJ; Guest, JE (1975). 「水星の予備的地質地形図」. Journal of Geophysical Research . 80 (17): 2461– 2477. doi :10.1029/jb080i017p02461.
- ^ Malin, MC (1976). 「水星のクレーター間平原の観測」.地球物理学研究レター. 3 (10): 581– 584. Bibcode :1976GeoRL...3..581M. doi :10.1029/GL003i010p00581.
- ^ Gault, DE; Guest, JE; Murray, JB; Dzurisin, D.; Malin, MC (1975). 「水星と月の衝突クレーターの比較」. Journal of Geophysical Research . 80 (17): 2444– 2460. doi :10.1029/jb080i017p02444.
- ^ Davies, ME; Dwornik, SE; Gault, DE; Strom, RG (1978). Atlas of Mercury . アメリカ航空宇宙局. pp. 1– 128. ISBN 978-1-114-27448-8特別出版物 SP-423。
- ^ Strom, RG (1979). 「水星：マリナー10号後の評価」.宇宙科学レビュー. 24 (1): 3– 70. doi :10.1007/bf00221842.
出典
- キング、ジョン・S.、デイビッド・H・スコット (1990).「ベートーベン（H-7）水星四角形の地質図」(PDF) .米国内務省地質調査所がアメリカ航空宇宙局（NASA）のために作成。ハードコピー版はUSGS Miscellaneous Investigations Series Map I–2048として出版され、水星図鑑（1:5,000,000地質シリーズ）の一部として出版されています。ハードコピー版は、米国地質調査所情報サービス（Box 25286, Federal Center, Denver, CO 80225）にて販売されています。
参考文献
- De Hon, RA、Scott, DH、および Underwood, JR, Jr.、1981、「水星のカイパー四角形の地質図：米国地質調査所その他調査シリーズ地図 I-1233、縮尺 1:5,000,000」。
- Guest, JE、Butterworth, Paul、Murray, John、および O'Donnell, WP、1979、「Planetary Geology」 : New York、John Wiley、208 ページ。
- Guest, JE、および O'Donnell, WP、1977、「水星の表面史：レビュー：Vistas in Astronomy」、v. 20、p. 273–300。
- 国際天文学連合、1977年、惑星系命名法作業部会、第16回総会、グルノーブル、1976年、議事録：国際天文学連合論文集、v. 16B、p. 330–333、351–355。
- McCauley, JF, Guest, JE, Schaber, GG, Trask, NJ、および Greeley, Ronald、1981、「Caloris 盆地の地層学」、Mercury: Icarus、v. 47、no. 2、p. 184–202。
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- スコット、DH、1977、「月-水星：二次クレーターの相対的な保存状態：地球および惑星内部の物理学」、v.15、no.2〜3、p.173〜178。
- Shoemaker, EM, 1981, 「固体の衝突」、Beatty, JK、O'Leary, Brian、Chaikin 編、『The New Solar System』: Cambridge, Mass.、Sky Publishing Co.、p. 33–44。
- Spudis, PD、および Prosser, JG、1984、「水星のミケランジェロ四角形の地質図：米国地質調査所その他調査シリーズ地図 I-1659、縮尺 1:5,000,000」。
- Trask, NJ、および Dzurisin, Daniel、1984、「水星のディスカバリー四角形の地質図：米国地質調査所その他調査シリーズ地図 I-1658、縮尺 1:5,000,000」。
