NASAのスピリットローバーが撮影した火星のパノラマビュー。画像クレジット：NASA / JPL。拡大するにはクリックしてください。
火星は古代の火山の過去を持つ岩の多い惑星ですが、新しい発見は、惑星が以前信じられていたよりも複雑で活発であることを示しています-少なくとも特定の場所では。
ただし、これらの場所を見つけることは、川の谷や湖床などの地形を調べたり、特定の鉱物を検索したりするよりも注意が必要です。
「コンテキストはすべてです」と、Mars Global Surveyorの熱放射分光計（TES）およびMars Odysseyの熱放射イメージングシステム（THEMIS）の主任研究員であるPhilip Christensenは、火星探査ローバー。 「特定の機能やミネラルを見つけることに多くの興奮がありましたが、THEMISはTES赤外線分光計とともに、すべてのミネラルを見つけることによって概要を教えてくれます。それは私たちにコンテキストを与えます-場所の根底にある地質。」
ジャーナルNatureが7月6日にオンラインで発表するChristensenが率いる論文は、THEMISおよびTESデータを使用して赤い惑星の表面鉱物を詳細に調査すると、特定の局所領域で驚くべき結果がどのように得られるかを説明しています。
現在のローバーミッションは、遠い過去に火星に1つまたは2つの湖があった可能性があることを主に証明していますが、いくつかの異なる軌道マッピングミッションは、古代の火山の歴史の産物である玄武岩の豊富な惑星を発見しました。地質学的に、それは大規模で単純な惑星のように見えます–しかし、その場合、はるかに複雑なローカルウィンドウがあります。
「私たちがこれまで見てきたことから、火星に行って玄武岩だけを見ることを想像するかもしれません」とクリステンセンは言いました。 「証拠は、惑星が早い時期に活発で、いくつかの大きな火山を作り、それからシャットダウンしたことを常に示してきました、そしてそれはそれでした。しかし、さらに注意深く見ると、他にもこれらの場所があることがわかりました。適切な場所の地質を見ると、地球に見られるのと同じくらい多くの岩の多様性があります。
「この複雑さを垣間見ると、玄武岩のベニヤの下に非常に複雑な世界があることがわかります。」
クリステンセンとチームが発見したのは、オリビンに富む玄武岩のような原始的な火山岩から花崗岩のような高度に処理されたシリカに富む岩まで、地球上に見られる鉱物に匹敵する火成鉱物の種類の分布を示す局所的な堆積物でした。
火成鉱物の多様性は重要であるとクリステンセンは説明しています。これは、表面の岩石が長期間にわたって何度も処理および再構成され続けていることを意味するためです。
「あなたはマントルを溶かし、かんらん石の玄武岩を手に入れます。それらを再び溶かして玄武岩を得る。あなたはそれを溶かし、安山岩を作ります。あなたはそれを溶かし、デイサイトを作ります。クリステンセンは言った。 「岩を再溶解するたびに、最初に外れるのはシリカです。そのため、それを溶解するたびに、シリカを精製しています。」
地球上では、このような鉱物の進化は一般に、原始的な火山岩が惑星の地殻に折り返され、再溶解して元の材料から分離するシリカなどのより速く溶解する成分として精製される、鉱物の分別と呼ばれるプロセスとして発生します。
火星には、地球とは異なり、惑星の地殻をリサイクルする可動プレートがありません。しかし、クリステンセンの結果は、地球と同様に、火星が進化しており、まだ地表の下で進化している可能性があることを示しています。
「火星は思ったよりも複雑な惑星です。地質学は時間とともに進化し続けています」とクリステンセン氏は語った。 「それらは広くはありませんが、デイサイトと花崗岩を見つけました。これらの花崗岩を作る1つの方法は、玄武岩から火山全体を積み上げることです。それは十分に高くなり、ものを深く掘り下げ始めます。玄武岩を再び固めると、花崗岩を形成できます。
「これらはかなり小さな出来事です。地球では、花崗岩で作られた山脈があり、火星では、これまでに2、3の球体しか見つかりませんでした。この地質学的進化の範囲は地球とは異なりますが、火星は局所的な状況では地球と同じです。それは私たちから隠されていますが、結局のところ、それは洗練された進化する惑星です」と彼は言った。
火成岩が発生する領域は狭いため、火星オデッセイのTHEMIS機器（解像度100メートル）の高解像度マルチスペクトルカメラを使用して、特定の地形で特定の赤外線シグネチャを見つけ、軌道から鉱物を見つけました。 THEMISの鉱物マッピングはTESの1500倍詳細ですが、TES装置の赤外線分光計（3 kmの分解能）は、より詳細な範囲の赤外線放射を検出するため、さまざまな鉱物組成に対してより敏感になります。
「私たちがやろうとしていること、つまり中規模での構成のマッピングを行っています」とクリステンセンは述べました。 「THEMISが領域を識別し、次に戻って、見落とされている単一のTESピクセルが何であるかを見つけて分析します。 2つは実際に一緒に動作するように計画されており、それがまさに私たちが行っていることです。私たちはこれら2つの機器を相乗的に使用し、一緒に使用すると完璧です。」
火星のマッピングは長年にわたって行われていますが、クリステンセンは、地球上で最も興味深い場所のいくつかがまだ特定され探査されていないことを指摘しています。
「地球の海を排水し、それを宇宙から見た場合、おそらく同じ結論に達するでしょう-静かな玄武岩質の惑星」と彼は言った。 「しかし、注意深く検索すると、イエローストーンを見つけ、惑星の表面下で気づいていないことがたくさん起こっていることに気付くかもしれません。現在、火星を見る段階にあります。」
元のソース：NASA宇宙生物学
