火星の歩き方

火星の地質ガイドのような本である。最近、火星の探査が進んで、ローカルな地質がよくわかるようになってきたので、 こういう本が書けるようになったのだなあと思う。私が学生だった 30 年前と比べると、大違いである。 1970 年代の Viking 1, 2 の後、しばらく火星探査は低調だったが、1996 年の Mars Global Suveyor を皮切りに 次々に火星探査が行われたおかげで、火星研究は盛況である。私自身は、その進歩を全く追いかけていなかったので、 たまにこういう本を読むと、その進歩に驚く。

本書には、日本の本にしては珍しく、きちんとした参考文献リストが付いている。詳しいことを知ろうと思った時に ありがたい。

サマリー

• 第１章 そもそも火星はどんな星？
• 火星に関する基本情報のいろいろ
• 地質時代は、大きく Noachian (4.1-3.7 Ga)、Hesperian (3.7-3.0 Ga)、Amazonian (3.0 Ga-present) に分けられている。
  [吉田注] 時代区分の絶対年代は文献によって違う。クレーター年代と絶対年代との対応付けはまだはっきりしない点が多いようだ。 [esa サイトの解説、 Christine M. Rodrigue による解説]
• 第２章 気球でまわる火星一周
• 火星の代表的な地形を西経 180 度から東経 180 度に向かって東向きに一周する感じで見てゆく。
• アマゾニス平原は、洪水堆積物と溶岩流で覆われた新しい地形。平原の南側はメドゥーサフォッサ層という広範囲に及ぶ 降下堆積物で覆われている。その供給源はまだ確定していない。溶岩流の上には、ところどころルートレスコーンという 小さな火山がある。これは溶岩が流れて行った先で水に触れて爆発した跡である。
• オリンポス山は、標高 21.1 km の太陽系最大の火山である。周囲の低地からの比高は 21.7--21.9 km 程度になる。
• タルシス三山 (Tharsis Montes) は、北東-南西方向に並ぶ３つの巨大カルデラ火山で、 北から Ascraeus Mons、Pavonis Mons、Arsia Mons と名付けられている。活動は Noachian に始まり、1 億年前までカルデラ内で活動があった。 山は南の方が古く、マントルプルームが南西から北東に移動していって三つの山が作られたと解釈されている。 溶岩チューブの天井が抜けた穴（skylight）と見られる地形もある。
• マリネリス峡谷は、巨大な谷で、もともと地溝だったものが河川による浸食や壁の崩壊で大きくなったものと見られている。 壁には多くの talus が見られる。峡谷の中にある山やクレーターの斜面には暖かい季節に黒い筋が現れ、 recurring slope lineae (RSL) と呼ばれる。RSL の成因はよくわかっていないが、水の流れという説と砂の流れという説がある。
• ヘラス平原は、直径 2300 km の窪地で巨大な衝突クレーターだと考えられている。深さが 8500 m あるので、 気圧が高く、場合によっては液体の水が存在できるかもしれない。ハニカム地形があるが、成因は不明である。 最深部には、流動によると見られる縞模様がある。
• イシディス平原も衝突によってできたと考えられている。小さなコーンが連なる地形があるが、成因は不明である。
• エリシウム平原は非常に若く、クレーターがほとんどない。現在でも火山活動が起きている可能性がある。 ケルベロス地溝からは、溶岩と見られる液体が流出し、アサバスカ峡谷を流下している。峡谷にはルートレスコーンと見られるコーンが集まっている場所がある。 それが本当にルートレスコーンなら、地下浅部に水があったということになるが、それがどこから来たのかわからない。
• 第３章 オリンポス登山
• オリンポス山の麓には Basal Scarp という崖がある。さらにその外側には、崖崩れ堆積物と見られる Aureole Deopsit / Aureole Lobe が広がる。これらの成因には２つの説がある。一つは、オリンポス山が 自重で沈んだ時に、山の縁に急勾配が出来て崖崩れを起こした、というもの。もう一つは、山の周囲に海があって、 山が海に接するところでマグマが急冷され溶岩が積み重なって崖になり、やがてそれが崖崩れを起こした、というものである。
• オリンポス山の西側の麓には岩石氷河と解釈されている地形がある。低緯度なのに氷があったのは不思議だが、 過去には火星の自転軸が大きく傾いていたので、低緯度の気温が低かったという説がある。
• 山腹には Flank Terrace という魚の鱗のような地形がある。オリンポス山が自重で沈んだ時の変形でできたとされる。
• 山腹噴火の火口と見られる穴がある。
• オリンポス山の山頂には巨大なカルデラがある。南の縁からカルデラの底までは 3000 m の高低差があり、カルデラの周は 240 km ある。カルデラの底は、patera と呼ばれる６つの平らな部分から成っている。６つの patera のうち 最も新しいのは Hera Palera で 1～1.4 億年前、最も古いのが Dionysus Patera で 2.6 億年前にできたとされる。
• 第４章 火星の極地へ
• 氷冠には季節性氷冠 (seasonal ice cap) と一年を通じて存在する残留氷冠 (residual/permanent ice cap) がある。 季節性のものはほとんどが二酸化炭素である。水よりも二酸化炭素の方が昇華しやすいからである。 残留氷冠は、北極域のものは水、南極域のものは二酸化炭素である。
• 氷冠の下には、ダストを含んだ広大な氷の層 polar layered deposits (PLD) がある。 北極域では、さらにその下に砂やダストがさらに多い basal unit がある。
• 北極冠には渦巻き状の溝がある。これは、コリオリ力によって曲げられた滑降風に垂直にできる。風に沿って、 昇華（気化）するところと堆積するところができるせいだと考えられている。溝の昇華（気化）する側の斜面には PLD の層の断面が露出する。
• とくに深い一本の溝を Chasma Boreale という。basal unit が浸食されてできた溝が元になってできたらしい。
• 北極域には広く砂漠が広がっており、風によって波打った地形が出来ている。
• 北極域の砂には石膏がかなり含まれている。それは、水か氷の何らかの作用があったことを示している。
• 南極の残留氷冠には二酸化炭素の氷と水の氷が交互に積み重なっている部分がある。
• 南極の残留氷冠にはスイスチーズ地形と呼ばれる丸くて平らな窪みがたくさんある地形がある。 二酸化炭素の氷の昇華によってできたと考えられている。
• 南極の残留氷冠にはフィンガープリント地形と呼ばれる細長い溝状の窪みがたくさんある地形がある。 これも二酸化炭素の氷の昇華によってできたと考えられている。
• 南極の季節性氷冠が覆う地域にスパイダーと呼ばれる１点から放射状に広がる割れ目地形がある。 氷の下の地面に太陽光が当たって二酸化炭素の氷が昇華し、ガスになってたまったものが噴出することによってできたと考えられている。
• 南極域の地下には地底湖がある。過塩素酸塩によって凝固点降下が起きているという説がある。
• 低緯度でも地下の浅い所に氷が存在する可能性がある。
• 第５章 待ちきれない人へ
• 地球にも火星の地表に似た光景が見られる場所がある。
• アイスランドでは、ルートレスコーンが見られる。
• ハワイでは、楯状火山、カルデラ、溶岩チューブが見られる。
• グランドキャニオンはマリネリス峡谷を彷彿とさせる。
• 南極は火星っぽい。