画像クレジット：NASA / JPL
MERがスピリットとオポチュニティを移動し、現在は火星の表面を移動していますが、地球上で最も乾燥した砂漠よりも地理的に乾燥した場所を探索しています。極地の氷冠と火星の表面下の液体の水の疑わしいポケットにもかかわらず、火星の水の量は、地球の広大な水域に比べて小さじ1杯です。なぜ火星はとても乾燥しているのですか？
私たちの太陽系の内部惑星-火星、地球、金星、水星-は、最初の数年間で太陽の周りを渦巻いた小さな岩や塵の蓄積によって形成されました。地球と火星が同じスターダストでできている場合、それらはほぼ同じ比率の水で生まれているはずです。
多くの科学者は、火星はかつて非常に水が多かったと考えていますが、惑星の質量が低いために海を失いました。これと薄い大気が組み合わさって、火星のほとんどの水が蒸発して宇宙に放出されました。
しかし、アリゾナ大学の月惑星研究室のジョナサン・ルニーネの研究によると、赤い惑星は最初から乾燥していた。
2003年に同僚のJohn Chambers、Alessandro Morbidelli、およびLaurie Leshinと一緒にジャーナルIcarusに書いているLunineは、火星はもともと惑星の胚であったと述べています。本質的に、惑星の胚は非常に大きな小惑星であり、水星や火星のように巨大である可能性があります。この火星以前の胚は小惑星帯に存在し、当時は太陽系でより広く分散しており、太陽から0.5から4 AUの間で広がっていました。今日の主な小惑星帯はおよそ2から4 AUで、火星（1.5 AU）と木星（5.2 AU）の間に位置しています。
ルニーネは、火星がより小さな小惑星と彗星の蓄積から現在のサイズに成長したと言います。比較すると、より大規模な地球は、主に互いに衝突する大きな惑星の胚から形成されたと彼は言う。
「偶然にも、火星は地球が巨大な小惑星に打たれませんでした–幸運な対不運な歩行者」とルニーネは言います。 「しかし、火星は非常に多数であるため、はるかに小さい体に打たれました。」
地球は現在1 AUで太陽の周りを回っています。ルニーネは、この軌道の惑星の胚は多くの水を持っていなかったであろうと言います。太陽の進化の初期、惑星の形成中、若い星を取り巻くほこりっぽい円盤は非常に熱くなりました。含水化合物は、1 AUではこのディスクで形成できなかったでしょう。
火星は地球よりも太陽から遠く、小惑星帯のより涼しく「湿った」領域に近いので、火星はより多くの水で生まれたはずだと考えられます。しかし、ルニーネは、火星はおそらく地球の海洋の6〜27％しか獲得しなかったと述べています（1地球の海洋= 1.5？1021 kg）。
これは、最終的に地球を構成する惑星の胚の一部が水で飽和したためです。地球を形成した胚の90パーセントは1 AUの領域からのものであり、したがって乾燥しているのに対し、10パーセントは2.5 AU以上からのものです。この距離から来る胚は、大量の水を供給していたでしょう。この距離から来るより小さな小惑星は、地球の水の供給にも貢献したでしょう。ルニーネ氏はせいぜい、地球の水の15％だけが彗星から来ていると言っています。
一方、火星には、単一の乾いた岩として生まれるという不運がありました。火星は、コアがすでに形成され、現在の質量にほぼ達した後、最終的にフォーメーションゲームの後半に水を受け取りました。ルニーヌのシナリオによると、木星もこの頃に現在の質量を獲得しました。次に、木星の重力が近くの小惑星を吸い込むか、それらを外側に散乱させました。原始火星はどういうわけか木星の重力によってシフトされて逃げましたが、外向きの小惑星によって爆撃されました。
「小さな小惑星と彗星の影響は、火星に水を追加する「後期単板」を構成しました。水が数千万年の成長期間を通じて水星サイズの胚との衝突によって追加された地球の図とは対照的です。 」科学者たちは書いている。
火星はコンピュータモデルでは形成されませんが、科学者は惑星形成のカオス的な性質を反映していると考えています。惑星の胚と小惑星の方向は予測不可能であり、多くの結果が可能です。
ワシントンのカーネギー研究所のアランボスは、「地球の惑星の構築にはかなりのランダム性があるため、たまたま水が豊富な惑星を増やさなかった火星が発生する可能性がある」と述べています。 「これは現代の火星の水の不足を説明するのに役立つかもしれません。」
このような惑星形成の違いは、他の太陽系の内部惑星間でも発生する可能性があります。これまでのところ、天文学者は、それらを周回する惑星を有する104個の星を知っています。これまでに見つかった太陽系外惑星はすべてガスジャイアントですが、火星や地球などの地球型惑星も、それらを検出する技術がまだない場合でも、遠方の星を周回する可能性が高いようです。
いくつかの内側の地球型惑星がいくつかの惑星の胚の衝突によって形成されている一方で、他の惑星は湿った彗星と小惑星を集めるだけの胚である場合、これらの他の星の周りの惑星は非常に異なる量の水を持っている可能性があります。ルニネは、木星が私たち自身の太陽系の特性に影響を与えたように、各太陽系におけるガス巨大惑星のタイミングと形成がこのプロセスで重要な役割を果たすと示唆しています。
Lunineは現在、イカルスにワシントン大学のトムクインとショーンレイモンドと共に、他の星の周りの地球型惑星の水の存在量の変化の可能性についての論文を持っています。さらに、彼はMERローバーのスピリットとオポチュニティによって収集されたデータ、および現在火星を周回している衛星を注意深く監視しています。
「オデッセイ、MER、およびマースエクスプレスは、現在の水の量を決定し、できれば過去の水の量をより適切に制限します」とルニーネは言います。 「私は特にMARSISレーダーの結果とその後継であるSHARADの結果に興味があります。」
MARSISはMars Express衛星のレーダーデバイスで、火星の地殻の上位5 kmを通過して水と氷の層を探すことができます。イタリアの宇宙機関は、NASAの火星偵察オービターでSHARADと呼ばれる浅い地下レーダーを飛行させて、水氷が1メートルを超える深さに存在するかどうかを確認する予定です。 MARSISはより高い浸透能力を備えていますが、SHARADよりも解像度がはるかに低くなっています。
元のソース：Astrobiology Magazine
