メムノニア四角形
メムノニア四角形
火星探査機レーザー高度計（MOLA）データによるメムノニア四角形の地図。最高標高は赤、最低標高は青で示されています。
座標南緯15度00分 西経157度30分 / 南緯15度、西経157.5度 / -15; -157.5
メムノニア四分円（MC-16）の画像。南部にはクレーターが多数存在する高地が広がり、北東部ではマンガラ渓谷が交差している。北部には起伏のある風食堆積物が広がり、東部にはタルシス地域からの溶岩流が流れ込んでいる。

メムノニア四角形は、米国地質調査所（USGS）の天体地質学研究プログラムで使用されている火星の30枚の四角形地図のうちの1つです。メムノニア四角形はMC-16（Mars Chart-16）とも呼ばれます。[ 1 ]

四角形は火星の緯度-30度から0度、経度135度から180度をカバーする領域です。 [ 2 ] メムノニアの西部はクレーターの多い高地で、広範囲にクレーターの崩壊が見られます。

メムノニアには火星の以下の地形的地域が含まれます。

最近、この地域で水の存在を示す証拠が発見されました。コロンバスクレーターの壁と底には層状の堆積岩が見られました。これらの岩石は水または風によって堆積した可能性があります。一部の層には含水鉱物が見られ、水が関与していた可能性があります。[ 3 ]

マンガラ渓谷を含む多くの古代の河川渓谷が、メムノニア四分円内で発見されています。マンガラ渓谷は、帯水層を露出させた可能性のある断層群である地溝の形成から始まったようです。[ 4 ]この四分円には、暗い斜面の条線と溝（フォッサ）が見られます。メムノニア四分円には、メデューサエ・フォッサエ層の一部が見られます。

レイヤー

コロンバス・クレーターには地層と呼ばれる層があります。火星の多くの場所で岩石が層状に並んでいます。時には層がさまざまな色をしていることもあります。火星の明るい色調の岩石は、硫酸塩などの含水鉱物と関連付けられています。火星探査車オポチュニティは、いくつかの機器でそのような層を間近で調査しました。いくつかの層は細かい塵に砕け散るように見えるため、おそらく細かい粒子でできているのでしょう。他の層は大きな岩に砕け散るため、おそらくはるかに硬いでしょう。火山岩である玄武岩は、岩を形成する層にあると考えられています。火星の多くの場所で玄武岩が確認されています。軌道上の宇宙船の機器は、いくつかの層で粘土（フィロケイ酸塩とも呼ばれる）を検出しました。吸収する光の波長に基づいて存在する鉱物の種類を明らかにする軌道上の近赤外線分光計による最近の研究では、コロンバス・クレーターで粘土と硫酸塩の両方の層の証拠が見つかりました。[ 5 ] これはまさに、大きな湖がゆっくりと蒸発した場合に見られる光景です。[ 6 ] さらに、一部の層には比較的淡水で形成される硫酸塩である石膏が含まれていたため、クレーター内で生命が形成された可能性があります。[ 7 ]

科学者たちは、火星で硫酸塩や粘土などの含水鉱物が発見されることに興奮しています。なぜなら、それらは通常、水の存在下で形成されるからです。[ 8 ] 粘土やその他の含水鉱物を含む場所は、生命の証拠を探すのに適した場所でしょう。[ 9 ]

岩石は様々な方法で地層を形成します。火山、風、水などによって地層が形成されることもあります。[ 10 ]

  • HiRISEが捉えたコロンバス・クレーターの層。このカラー画像は幅約240メートル（800フィート）です。一部の層には粘土や硫酸塩などの含水鉱物が含まれています。
    HiRISEが捉えたコロンバス・クレーターの層。このカラー画像は幅約240メートル（800フィート）です。一部の層には粘土や硫酸塩などの含水鉱物が含まれています。
  • モニュメントバレーの地層。これらは少なくとも部分的には水の堆積によって形成されたと考えられています。火星にも同様の地層が存在するため、火星の地層形成の主要な原因は依然として水です。
    モニュメントバレーの地層。これらは少なくとも部分的には水の沈着によって形成されたと考えられています。火星にも同様の地層が存在するため、火星の地層形成の主要な原因は依然として水です。
  • HiWish計画のHiRISEが観測したクレーター壁の層
    HiWish計画のHiRISEが観測したクレーター壁の層
  • HiWishプログラムによるHiRISE観測で得られた、メムノニア四角形内のマンガラ・ヴァレスにあるビュート群の基底部に露出した地層。矢印は穴の中にある岩塊を指している。これらの穴は、風、岩塊の熱によって地表の氷が溶けた、あるいはその他の何らかのプロセスによって形成された可能性がある。
    HiWishプログラムによるHiRISE観測で得られた、メムノニア四角形内のマンガラ・ヴァレスにあるビュート群の基底部に露出した地層。矢印は穴の中にある岩塊を指している。これらの穴は、風、岩塊の熱によって地表の氷が溶けた、あるいはその他の何らかのプロセスによって形成された可能性がある。

マンガラ渓谷

マンガラ渓谷は、複数の盆地からなる主要な水路システムであり、これらの盆地は満水となり、その溢れた水は一連の放水路を通って流れていった。[ 11 ] [ 12 ]このシステムの水源の一つはメモリア・フォッサエであったが、南緯40度を中心とする大きな盆地からも水が供給されていたと考えられる。[ 13 ] [ 14 ]

  • テミスが捉えた流線型の島を持つマンガラ渓谷
    テミスが捉えた流線型の島を持つマンガラ渓谷
  • HiWishプログラムによるHiRISE観測によるマンガラ渓谷の流線型地形。多くの暗い斜面の筋が見える。撮影地はメムノニア四角形。
    HiWishプログラムによるHiRISE観測によるマンガラ渓谷の流線型地形。多くの暗い斜面筋が見える。撮影地はメムノニア四角形。
  • HiWishプログラムによるHiRISEから撮影されたマンガラ・バジェスの一部。場所はメムノニア中庭。
    HiWishプログラムによるHiRISEから撮影されたマンガラ・バジェスの一部。場所はメムノニア中庭。

クレーター

衝突クレーターは一般に縁があり、周囲に噴出物があるが、火山クレーターには通常縁も噴出物堆積物もない。クレーターが大きくなると（直径10km以上）、中央に山が立つ。[ 15 ]山は衝突後にクレーター底が跳ね返ったことでできる。[ 16 ] クレーターには層が見える場合がある。クレーターを形成する衝突は強力な爆発のようなもので、地中深くから岩石が地表に投げ出される。そのため、クレーターは地表の奥深くに何があるのか​​を見せてくれる。時には、明るい光線がクレーターを囲むが、これは衝突が明るい岩石層まで達し、その明るい岩石を暗い表面に投げ出したためである。以下のマーズ・グローバル・サーベイヤーの画像はこれを示している。

尾根

火星の尾根は、さまざまな原因による可能性がある。長くまっすぐな尾根は岩脈であると考えられている。湾曲して枝分かれした尾根は反転した地形の例である可能性があり、互いに交差するまっすぐな尾根のグループは、衝突の結果である可能性がある。これらの交差する箱のような尾根は、線状尾根ネットワークと呼ばれる。線状尾根ネットワークは、火星のクレーターの中や周辺のさまざまな場所で発見されている。[ 17 ] 尾根は、格子状に交差するほとんど直線の部分として現れることが多い。それらは数百メートルの長さ、数十メートルの高さ、そして数メートルの幅がある。衝突によって表面に亀裂が生じ、これらの亀裂が後に流体の通路として機能したと考えられている。流体は構造を固め、時が経つにつれて周囲の物質が浸食され、硬い尾根が残った。

  • 拡大すると尾根が見える領域の広域画像。HiWishプログラムでHiRISEを使用して撮影された画像。
    拡大すると尾根が見える領域の広域画像。HiWishプログラムでHiRISEを使用して撮影された画像。
  • HiWish計画のHiRISEが捉えた尾根のクローズアップ画像。矢印はいくつかの尾根を指しています。
    HiWish計画のHiRISEが捉えた尾根のクローズアップ画像。矢印はいくつかの尾根を指しています。

ヤルダン

ヤルダンは火星のいくつかの地域、特に「メデューサ・フォッサ層」と呼ばれる地域でよく見られます。[ 18 ] ヤルダンは砂粒大の粒子に風が作用して形成されるため、形成されたときに風が吹いていた方向を指していることが多いです。

  • HiWish プログラムの HiRISE が捉えた、ルクス平原のヤルダンの広角画像
    HiWish プログラムの HiRISE が捉えた、ルクス平原のヤルダンの広角画像
  • HiWishプログラムによるHiRISEが撮影した、前の画像のヤルダンのクローズアップ画像
    HiWishプログラムによるHiRISEが撮影した、前の画像のヤルダンのクローズアップ画像
  • HiWishプログラムでHiRISEが見たヤルダン
    HiWishプログラムでHiRISEが見たヤルダン
  • HiWish計画のHiRISEが捉えたヤルダンの広域画像。この画像では、画像の上部と下部でヤルダンの向きが異なっているという奇妙な現象が見られます。おそらく風向の変化が原因と考えられます。
    HiWish計画のHiRISEが捉えたヤルダンの広域画像。この画像では、画像の上部と下部でヤルダンの向きが異なっているという奇妙な現象が見られます。おそらく風向の変化が原因と考えられます。

暗い斜面の筋

火星の多くの場所では、クレーターの壁のような急斜面に暗い斜面の筋が見られます。最も新しい筋は暗く、年月とともに明るくなるようです。 [ 19 ] 多くの場合、それらは小さな狭い点として始まり、広がり、数百メートルにわたって斜面を下っていきます。筋を説明するためにいくつかのアイデアが提唱されています。いくつかは水に関係しています。[ 20 ]または生物の成長さえあります。[ 21 ] [ 22 ] 筋は塵で覆われた場所に現れます。火星の表面の大部分は塵で覆われています。細かい塵は大気から降りてきてすべてを覆っています。火星探査車の太陽電池パネルが塵で覆われているため、この塵について多くのことが分かっています。探査車の電力は、砂嵐の形でパネルを掃き、電力を増強する風によって何度も節約されてきました。これらの探査車の観測から、大気から出てきた塵が戻ってくるプロセスが何度も起こっていることがわかっています。[ 23 ]

最も一般的に受け入れられているのは、この縞模様が塵のなだれを表しているということである。[ 24 ] 縞模様は塵で覆われた場所に現れる。薄い塵の層が取り除かれると、その下の表面は暗くなる。火星の表面の多くは塵で覆われている。砂嵐は、特に南半球で春が始まると頻繁に発生する。その頃、火星は太陽に 40% 近づく。火星の軌道は地球の軌道よりもはるかに楕円形である。つまり、太陽から最も遠い点と最も近い点の差は、火星では非常に大きいが、地球ではわずかである。また、数年に一度、惑星全体が地球規模の砂嵐に巻き込まれる。NASA のマリナー 9号が火星に到着したとき、砂嵐で何も見えなかった。[ 16 ] [ 25 ]その時以来、他の地球規模の砂嵐も観測されている。ニコルソンクレーターの中央丘をHiRISEで撮影した下の画像には、暗い筋が見られます。画像内の少なくとも1本の筋は、障害物に遭遇すると2本に分裂します。

2012年1月にイカロス誌に掲載された研究によると、暗い条痕は超音速で移動する隕石からの気流によって発生したことが明らかになった。研究チームは、アリゾナ大学の学部生ケイラン・バーレイ氏が率いる。5つの新しいクレーター群の衝突地点周辺で約6万5000本の暗い条痕を数えたところ、あるパターンが浮かび上がった。条痕の数は衝突地点に近いほど多かった。そのため、何らかの形で衝突が条痕の原因となった可能性が高い。また、条痕の分布は、衝突地点から2本の翼が伸びるパターンを形成していた。湾曲した翼は、曲がったナイフであるシミターに似ていた。このパターンは、隕石群からの気流の相互作用によって塵が十分に舞い上がり、塵なだれを引き起こして多くの暗い条痕を形成したことを示唆している。当初は衝突による地面の揺れが塵のなだれを引き起こしたと考えられていましたが、もしそうだとすると、暗い筋は曲線状に集中するのではなく、衝突の周囲に対称的に並んでいたはずです。[ 26 ] [ 27 ]

火星のフォッサ

火星の地理用語では、大きなトラフ（細長い窪地）をフォッサと呼ぶ。この語はラテン語に由来するため、fossa は単数形、fossae は複数形である。[ 28 ]トラフは、地殻が引き伸ばされて破壊されるときに形成される。この引き伸ばしは、近くの火山の大きな重みによるものと考えられる。トラフは、中央部分が下がって両側に急な崖を残す2つの破断部を持つことが多い。このようなトラフはグラベンと呼ばれる。[ 29 ]ニューヨーク州北部のジョージ湖は、グラベンに位置する湖​​である。

フォッサの形成については、他の説も提唱されている。フォッサはマグマの岩脈と関連しているという証拠がある。マグマは地表下を移動し、岩石を破壊し、さらに重要なことに、氷を溶かす。その結果、地表に亀裂が生じると考えられる。アイスランドでは、地殻変動による伸張と岩脈によるものの両方の岩脈が発見されている。[ 30 ]岩脈によって形成された地溝の例を、 HiRISE が撮影した画像「メムノニアのフォッサ」に示している。

マンガラ渓谷は、地溝が形成されたときに地表から水が湧き出し始めたことで形成されたようです。[ 4 ] [ 31 ]

  • HiWish計画のHiRISEが捉えた衝突クレーターの谷間
    HiWish計画のHiRISEが捉えた衝突クレーターの谷間

バレス

火星の川の谷にはかつて水が流れていたことを示す膨大な証拠がある。1970年代初頭に火星探査機マリナー9号が撮影した画像には、湾曲した水路の画像が映っている。[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] Vallis（複数形はvalles）はラテン語で谷を意味する。惑星地質学では、探査機が初めて火星に送られた際に火星で発見された古い川の谷と思われるものも含め、他の惑星の地形の命名に用いられる。バイキング探査機は、火星の水に関する私たちの概念に革命をもたらした。多くの地域で巨大な川の谷が発見された。宇宙船のカメラは、洪水がダムを破壊し、深い谷を刻み、岩盤に溝を浸食し、何千キロも移動した様子を示していた。[ 16 ] [ 36 ] [ 37 ] 火星の谷（マンガラ谷、アサバスカ谷、グラニコス谷、ティンジャール谷）の中には、明らかにグラベンから始まっているものがあります。一方、大規模な流出路のいくつかは、カオスまたはカオス地形と呼ばれる瓦礫で覆われた低地から始まっています。大量の水が厚い氷圏（凍土層）の下に圧力を受けて閉じ込められ、その後、断層によって氷圏が破壊された際に突然放出されたのではないかと考えられています。[ 38 ] [ 39 ]

溶岩流

他の多くの惑星と同様に、火星でも溶岩はよく見られます。

  • 溶岩流。溶岩流は丘の高台に到達した時点で停止した。写真はHiWishプログラムによるHiRISEで撮影された。
    溶岩流。溶岩流は丘の高台に到達した時点で停止した。写真はHiWishプログラムによるHiRISEで撮影された。

火星画像撮影50年：マリナー4号からHiRISEまで

2017年10月3日、HiRISEは、過去50年間に7台の異なる探査機に搭載されたカメラによって撮影されてきたメムノニア四角形内の火星の画像を取得しました。[ 40 ]赤い惑星からの画像は、1965年夏のマリナー4号 による画像から始まりました。以下の画像は、年々解像度が向上していくこれらの画像を示しています。マリナー4号による最初の画像の解像度は1.25 km/ピクセルでしたが、HiRISEの解像度は約50 cm/ピクセルです。

参照

参考文献

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