近年火星を研究してきた多くのミッションのおかげで、科学者たちは、およそ40億年前、惑星ははるかに異なる場所だったことを認識しています。火星は大気が密であるだけでなく、温暖で湿った場所でもあり、液体の水が惑星の表面の大部分を覆っていました。残念ながら、火星は数億年の間に大気圏を失ったため、これらの海は次第に姿を消しました。
これらの海がいつどこで形成されたかは、多くの科学的調査と議論の対象となっています。カリフォルニア大学バークレー校の研究者チームによる新しい研究によると、これらの海の存在はタリス火山システムの台頭に関連していた。彼らはさらに、これらの海は予想よりも数億年早く形成され、以前考えられていたほど深くはなかったと理論化しています。
「海岸線の変形による火星の海のタイミング」というタイトルのこの研究は、最近科学ジャーナルに掲載されました 自然。 この研究は、ロバート・I・シトロン、マイケル・マンガ、ダグラス・J・ヘミングウェイ–地球惑星科学部とカリフォルニア大学バークレー校の統合惑星科学センター（それぞれ）の大学院生、教授、博士研究員。
Michael Mangaが最近のバークレーニュースプレスリリースで説明したように、
「仮定は、タルシスが徐々にではなく、早くそして早く形成されたこと、そして海が後に来たということでした。私たちは、海が時代を超え、タルシスを作った溶岩の流出に付随していると言っています。」
火星の過去の海洋のサイズと範囲に関する議論は、観察されたいくつかの矛盾によるものです。本質的に、火星が大気圏を失ったとき、その表面水は凍って地下の永久凍土になるか、宇宙に逃げていたでしょう。火星にかつて海があったとは信じない科学者たちは、隠されていたり失われたりした水の量の見積もりは、海のサイズの見積もりと一致していないという事実を指摘しています。
さらに、現在極地のキャップに集中している氷は、海を作るのに十分ではありません。これは、以前の推定値が示すよりも火星に存在する水が少なかったか、他のいくつかのプロセスが水の損失の原因であったことを意味します。これを解決するために、Citronと彼の同僚は、火星の最大の火山の特徴の前またはそれと同時に海が形成された火星の新しいモデルを作成しました-約37億年前のタルシスモンテス。
当時タルシスは小さかったので、それが後でしたのと同じレベルの地殻変動を引き起こしませんでした。これは、北半球の大部分をカバーし、古代の海底であったと考えられている平野に特に当てはまるでしょう。この地域は、後で起こるのと同じ地質学的変化の影響を受けなかったとすれば、それは浅く、約半分の水を保持していたでしょう。
「仮定は、タルシスが徐々にではなく、早くそして早く形成されたこと、そして海が後に来たということでした」とマンガは言いました。 「私たちは、海が時代を超え、タルシスを作った溶岩の流出に伴うと言っています。」
さらに、チームは、タルシスを生み出した火山活動が火星の初期の海の形成に関与している可能性があることも理論化しました。基本的に、火山はガスと火山灰を大気中に噴出して、温室効果を引き起こしたでしょう。これは、表面を液体の水が形成できるポイントまで暖め、水が北部の平原に到達することを可能にする地下水路も作り出したでしょう。
彼らのモデルは、提案された海岸線が非常に不規則であるという火星に関する他の以前の仮定にも対抗します。本質的に、古代の火星の「ウォーターフロント」のプロパティであったと想定されているものは、高さが1 kmも異なります。地球上では、海岸線は水平です。これも、約37億年前のタルシス火山地域の成長によって説明できます。
火星の現在の地質データを使用して、チームは、今日目にする不規則性が時間とともにどのように形成されたかを追跡することができました。これは、火星の最初の海（アラビア）が40億年前に形成を開始し、タルシスモンテスの成長の最初の20％を目の当たりにしていたときに始まりました。火山が成長するにつれて、土地は低くなり、海岸線は時間とともに変化しました。
同様に、後続の海（Deuteronilus）の不規則な海岸線は、タルシスの成長の最後の17％-約36億年前に形成されたことを示すことによって、このモデルで説明できます。ユートピアの海岸線から少し離れた古代の湖床のように見えるイシディスの特徴は、このように説明することもできます。地面が変形すると、イシディスは北の海の一部でなくなり、接続された湖床になりました。
「これらの海岸線は、タルシスの配置前と配置中にではなく、その後に存在した大量の液体の水によって配置された可能性がある」とCitron氏は語った。これは、タルシスモンスが火星の地形に及ぼした観測可能な影響と確かに一致しています。バルクは、惑星の反対側（エリジウム火山複合体）にバルジを作成するだけでなく、その間にある巨大なキャニオンシステム（バレスマリネリス）も作成します。
この新しい理論は、北部平野の水量に関する以前の推定値が不正確だった理由を説明するだけでなく、ほぼ同時期に出現した渓流ネットワーク（流水によってカットされた）も説明できます。そして今後数年間で、この理論はNASAや他の宇宙機関が火星に送っているロボットミッションによってテストすることができます。
2018年5月に打ち上げが予定されているNASAの地震探査、測地線および熱輸送（InSight）ミッションを使用した内部探査を検討してください。火星に到達したら、この着陸船は、地震計、温度プローブ、電波科学機器–火星の内部を測定し、その地質学的活動と歴史についてさらに学ぶため。
特に、NASAは、InSightが内部で凍結した火星の古代の海の残骸を検出し、場合によっては液体の水さえ検出する可能性があると予測しています。と一緒に 火星2020 ローバー、 ExoMars 2020、および最終的な乗組員のミッションでは、これらの取り組みにより、火星の過去のより完全な全体像が提供されることが期待されます。
過去40億年の間に火星で何が起こったかについて学ぶほど、私たちの太陽系を形作った力について学ぶようになります。これらの研究はまた、科学者が生命のある状態がどのようにしてどこで形成されるかを決定するのを助けるのに大いに役立ちます。これは、私たちがいつか別の星系でそれを見つけるのに役立つことを願っています！
チームの調査結果は、テキサス州ウッドランズで開催された第49回月惑星科学会議で今週発表された論文の主題でもありました。
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