水星の奇妙な窪み
2023年 10月 17日
地表の謎の窪みは1970年代以来科学者を困惑させてきた
ScienceCasts: The Sleepy Hollows of Mercury
科学者たちは何十年もの間、水星の表面にある奇妙なくぼみ、さまざまな経度と緯度にある数千の奇妙なくぼみについて困惑してきた。サイズは直径18～1,600メートル以上、深さは最大で37メートルに及ぶ。 彼らがどうやってそこにたどり着いたのかは誰も知りません。
ワシントン・アービングの伝説のスリーピー・ホローほど不気味なものはありませんが、水星の空洞は同じくらい神秘的であり、これまでのところ宇宙のどこにも見られません。
水星の空洞
NASAの探査機メッセンジャーは、水星の表面に奇妙な空洞を発見しました。 軌道上から撮影された画像から、地球上のあらゆる地域に、最大で直径1,600メートル、深さ37メートル）に及ぶ、穴があいてでこぼこした何千もの謎の窪地があることが明らかになった。 ラディトラディ衝突盆地のこのモザイク ビューには、幅約20 km の領域を捉えた個々のフレームが含まれており、メッセンジャーの狭角カメラからの高解像度のモノクロ画像と、広角カメラからの低解像度の強化カラー画像が結合されています。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
「水星には本質的に大気が存在しない」とメリーランド州ローレルにあるジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所（APL）の惑星地質学者デイビッド・ブルウェット氏は語る。 「大気がなければ風も雨も降らないので、空洞は風や水によって削られることはありません。 他の力が働いているに違いない。」
太陽系で最も小さく、太陽に最も近い惑星である水星は、熱、放射線、太陽風の影響を受けています。 その極端な温度は、晴れた側では 430℃ から、夜側では -180℃ にまで及びます。 それはわずかに大きく、空気がなく、岩が多く、大小の衝突クレーターが点在する月に似ていますが、水星は宇宙船によって訪問されることはほとんどなく、その多くの秘密が保たれています。
科学者たちは、1970年代にマリナー10号探査機が水星を通過したとき、初めてこのくぼみの魅惑的な様子を垣間見ることができ、いくつかのクレーターにある好奇心旺盛な明るい領域の低解像度ショットを撮影した。
NASA はメッセンジャー ミッションでこの小さな惑星に戻り、2008 年に初めて水星を通過し、2011 年に軌道に着陸しました。
その探査機は 4 年間で地球を 4,000 回以上周回し、何十万もの画像やその他のデータを収集し、研究者にこのほとんど探検されていない世界についての新たな洞察を与えました。 マリナー号は 40 年前の短期間の訪問中に、惑星の表面の半分未満をカタログ化していました。
親愛なるポー爺さんに乾杯
「この罪深いきらめきの惑星…」作家エドガー・アラン・ポーにちなんで名付けられたクレーターにある、水星の空洞の眺め。 この画像では、ポーの漆黒の縁が、周囲を取り囲む黄褐色の火山平原から際立っています。 小さな空洞が夜の暗闇の中に青白い星のように暗い縁に点在しています。 この画像は、メッセンジャーの広角カメラによる、赤、緑、青のフィルターを使用した何百もの高解像度の対象色観察のうちの 1 つです。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
「小さな谷…高い丘の間」
メッセンジャー (水星表面、宇宙環境、地球化学、測距ミッション) は、最終的に、謎に満ちた領域のより鮮明な視界を提供しました。 他の表面の特徴と区別するために、研究者たちはそれらを「空洞」と名付けました（ワシントン・アーヴィングが「スリーピー・ホローの伝説」で地形を説明したのと似ています。「高い丘に囲まれた小さな谷、あるいはむしろ一周の土地」）。
探査機は、空洞の詳細で美しい画像を送り返し、青緑色の緑青で腐食した銅板のような、色が強調されたモザイクのように見えました。 水星の広大なカロリス盆地にあるサンダー・クレーターのショットなど、他の写真では、エッチングされ不規則になった奇妙な地形が、周囲のクレーターの壁や塚の中で明るい青色に輝いています。 しかし、メッセンジャーの X 線分光計、レーザー高度計、その他の機器から得られた画像やその他のデータは、空洞についてヒントを提供するだけで、決定的な答えはありませんでした。
4 年を超える軌道周回ミッション中の NASA メッセンジャー MLA 機器の測定により、水星北半球の地形が詳細にマッピングされました。
メッセンジャー ミッションからのこの強調カラー画像には、(左から右に) ムンク (幅 61 km)、サンダー (52 km)、およびポー (81 km) のクレーターが示されています。 水星のカロリス盆地の北西部に位置します。 くぼみは、サンダーの床を覆い、ムンクとポーの縁に点在する明るい青色の領域です。 空洞は反射率が高く、自然に青みがかって見えます。 このような画像では、宇宙船の広角カメラが 11 個のカラー フィルターを使用して、
色のスペクトルを誇張して、表面素材間の変化を強調します。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
「サンダーから戻って高解像度の景色を見たとき、クレーターの底は本当に素晴らしく見えました」とメッセンジャーミッションの機器科学者代理であるジョンズ・ホプキンスAPLのキャロリン・アーンストは語った。 「それはクレイジーな形をした不規則なくぼみがあり、その外側には明るい物質がありました。 そして今日に至るまで、その原因は完全にはわかっていません。」
研究者らは、この空洞が地球上で最も新しく、最も明るい地形の一つであり、特にそのほとんどが存在する衝突クレーターと比較すると、その起源は40億年も遡ることを観察した。 一方、空洞は比較的光沢があり新しく、平均して約 10 万年前のもので、現在も進化している可能性があります。
メッセンジャーのミッション科学者であるラルフ・マクナットとキャロリン・M・アーンストは、どちらもジョンズ・ホプキンス大学APLに所属しており、水星の空洞について何を学んだのか、そしてさらに解明する必要があることについて話し合います。
手がかりと理論
「私たちは水星を遺物だと考えてきました。衝突によるクレーターを除けば、実際にはもうあまり変化していない場所です」とブルーエット氏は語った。 「しかし、これらの空洞は、それらが見つかったクレーターよりも若いようであり、それは水星の表面がまだ驚くべき方法で進化していることを意味します。」
それらの形成に関する考えられる手がかりの 1 つは、空洞の多くが水星の衝突クレーター内の中央の丘または山と関連しているということです。 これらのいわゆる「ピークリング」は、クレーターを形成した衝撃によって深部から押し上げられた物質でできていると考えられています。 エルンスト氏は、大きな物体が惑星に衝突し、その隕石が新たなクレーターを形成し、地下深くから物質が水星表面に投げ込まれたと示唆した。
新たに発掘された物質は不安定で、突然地表に露出する可能性があります。 水星は太陽に非常に近いため、猛烈な暑さと極端な宇宙天気に見舞われており、これらの要因が空洞の形成に役割を果たしている可能性がある、とメッセンジャーの科学チームのメンバーであるブルーウェット氏は付け加えた。
「硫黄やその他の揮発性物質を含む特定の鉱物は、水星が日常的に経験する熱、太陽風、微小隕石の猛攻撃によって容易に蒸発してしまうだろう」と彼は述べた。 「おそらく硫黄が蒸発して他の鉱物だけが残り、その結果岩が弱くなり、スポンジ状になっているのでしょう。 そうすれば、岩はより容易に崩れ、浸食され、これらの窪みが形成されるでしょう。」
将来に向けて
NASAのマーズ・リコネッサンス・オービターは、火星の南極の二酸化炭素の氷に同様の窪みを発見し、その表面が「スイスチーズ」のように見えるようにした。 しかし、水星では、くぼみは岩の中に見られ、しばしば明るい内部とハローを持っています。
「岩だらけの地面でこのような光景を見たことがありません」とブルーエット氏は語った。
他の理論には、水星の表面の暗い領域は黒鉛の堆積物であり、太陽風によって衝撃を受けて破壊されると崩壊し、より明るく青みを帯びた物質だけが残った、穴があいて空洞になった領域が残るという考えが含まれています。
岩だらけの表面でこのような光景を見たことがありません。
デビッド・ブルーエット
メッセンジャーミッション参加科学者、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所
メッセンジャーは 2015年 4月についに燃料を使い果たして水星に衝突しましたが、研究者たちはまだ収集したデータを精査しています。 科学者たちはまた、ベピコロンボが 2025年に水星に到着することと、そのミッションによってどのような秘密が明らかになるのかを熱心に期待しています。 ヨーロッパと日本の共同事業であり、2つの周回機が一緒に乗って、この宇宙船は 2021年 10月に初めて水星を通過しました。これは水星を訪問する史上 3回目のミッションに過ぎません。
1820年、ワシントン アーヴィングは、スリーピー ホローが「奇妙な光景、幽霊スポット、そして黄昏の迷信の場所である」と書いています。 この谷の向こう側では、この国の他のどの地域よりも星が輝き、流星が頻繁に輝きます。」
同様に、水星には独自の「幽霊」（前世にはクレーターがあり、後に溶岩に覆われた）があり、何十億年もの間、水星表面のあらゆる部分に流れ星や流星が散在するのを見てきました。
彼らが残したクレーターには、ナサニエル・ホーソーン、ハーマン・メルヴィル、エドガー・アラン・ポーなどの芸術家や作家の名前が付けられており、その名を冠したクレーターには空洞が含まれています。 おそらくいつか、彼らの指導者であり同時代人であるアーヴィングが彼らの会社に加わることになるでしょう。 その時までに、水星の奇妙な空洞の本当の性質が明らかにされるかもしれません。
幽霊の話
メッセンジャーのミッションからの画像は、水星の地質史を伝えるのに役立っています。 この場合は幽霊話。 かつて、この風景の右上にあるものに似た別のクレーターがありました。 その後、火山の溶岩が表面に溢れ、クレーターを埋め、クレーターの縁のスペクトルの輪郭だけを残しました。これが、この画像の左下にある「ゴースト クレーター」です。 水星の北で大規模な洪水が発生した後、追加の宇宙天体が水星の表面に衝突し、さまざまなサイズの天体が形成されました。
ここに見られるクレーター。2011年 8月 14日にメッセンジャーの広角カメラで撮影された画像。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
2023年 10月 17日
地表の謎の窪みは1970年代以来科学者を困惑させてきた
ScienceCasts: The Sleepy Hollows of Mercury
科学者たちは何十年もの間、水星の表面にある奇妙なくぼみ、さまざまな経度と緯度にある数千の奇妙なくぼみについて困惑してきた。サイズは直径18～1,600メートル以上、深さは最大で37メートルに及ぶ。 彼らがどうやってそこにたどり着いたのかは誰も知りません。
ワシントン・アービングの伝説のスリーピー・ホローほど不気味なものはありませんが、水星の空洞は同じくらい神秘的であり、これまでのところ宇宙のどこにも見られません。
水星の空洞
NASAの探査機メッセンジャーは、水星の表面に奇妙な空洞を発見しました。 軌道上から撮影された画像から、地球上のあらゆる地域に、最大で直径1,600メートル、深さ37メートル）に及ぶ、穴があいてでこぼこした何千もの謎の窪地があることが明らかになった。 ラディトラディ衝突盆地のこのモザイク ビューには、幅約20 km の領域を捉えた個々のフレームが含まれており、メッセンジャーの狭角カメラからの高解像度のモノクロ画像と、広角カメラからの低解像度の強化カラー画像が結合されています。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
「水星には本質的に大気が存在しない」とメリーランド州ローレルにあるジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所（APL）の惑星地質学者デイビッド・ブルウェット氏は語る。 「大気がなければ風も雨も降らないので、空洞は風や水によって削られることはありません。 他の力が働いているに違いない。」
太陽系で最も小さく、太陽に最も近い惑星である水星は、熱、放射線、太陽風の影響を受けています。 その極端な温度は、晴れた側では 430℃ から、夜側では -180℃ にまで及びます。 それはわずかに大きく、空気がなく、岩が多く、大小の衝突クレーターが点在する月に似ていますが、水星は宇宙船によって訪問されることはほとんどなく、その多くの秘密が保たれています。
科学者たちは、1970年代にマリナー10号探査機が水星を通過したとき、初めてこのくぼみの魅惑的な様子を垣間見ることができ、いくつかのクレーターにある好奇心旺盛な明るい領域の低解像度ショットを撮影した。
NASA はメッセンジャー ミッションでこの小さな惑星に戻り、2008 年に初めて水星を通過し、2011 年に軌道に着陸しました。
その探査機は 4 年間で地球を 4,000 回以上周回し、何十万もの画像やその他のデータを収集し、研究者にこのほとんど探検されていない世界についての新たな洞察を与えました。 マリナー号は 40 年前の短期間の訪問中に、惑星の表面の半分未満をカタログ化していました。
親愛なるポー爺さんに乾杯
「この罪深いきらめきの惑星…」作家エドガー・アラン・ポーにちなんで名付けられたクレーターにある、水星の空洞の眺め。 この画像では、ポーの漆黒の縁が、周囲を取り囲む黄褐色の火山平原から際立っています。 小さな空洞が夜の暗闇の中に青白い星のように暗い縁に点在しています。 この画像は、メッセンジャーの広角カメラによる、赤、緑、青のフィルターを使用した何百もの高解像度の対象色観察のうちの 1 つです。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
「小さな谷…高い丘の間」
メッセンジャー (水星表面、宇宙環境、地球化学、測距ミッション) は、最終的に、謎に満ちた領域のより鮮明な視界を提供しました。 他の表面の特徴と区別するために、研究者たちはそれらを「空洞」と名付けました（ワシントン・アーヴィングが「スリーピー・ホローの伝説」で地形を説明したのと似ています。「高い丘に囲まれた小さな谷、あるいはむしろ一周の土地」）。
探査機は、空洞の詳細で美しい画像を送り返し、青緑色の緑青で腐食した銅板のような、色が強調されたモザイクのように見えました。 水星の広大なカロリス盆地にあるサンダー・クレーターのショットなど、他の写真では、エッチングされ不規則になった奇妙な地形が、周囲のクレーターの壁や塚の中で明るい青色に輝いています。 しかし、メッセンジャーの X 線分光計、レーザー高度計、その他の機器から得られた画像やその他のデータは、空洞についてヒントを提供するだけで、決定的な答えはありませんでした。
4 年を超える軌道周回ミッション中の NASA メッセンジャー MLA 機器の測定により、水星北半球の地形が詳細にマッピングされました。
メッセンジャー ミッションからのこの強調カラー画像には、(左から右に) ムンク (幅 61 km)、サンダー (52 km)、およびポー (81 km) のクレーターが示されています。 水星のカロリス盆地の北西部に位置します。 くぼみは、サンダーの床を覆い、ムンクとポーの縁に点在する明るい青色の領域です。 空洞は反射率が高く、自然に青みがかって見えます。 このような画像では、宇宙船の広角カメラが 11 個のカラー フィルターを使用して、
色のスペクトルを誇張して、表面素材間の変化を強調します。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
「サンダーから戻って高解像度の景色を見たとき、クレーターの底は本当に素晴らしく見えました」とメッセンジャーミッションの機器科学者代理であるジョンズ・ホプキンスAPLのキャロリン・アーンストは語った。 「それはクレイジーな形をした不規則なくぼみがあり、その外側には明るい物質がありました。 そして今日に至るまで、その原因は完全にはわかっていません。」
研究者らは、この空洞が地球上で最も新しく、最も明るい地形の一つであり、特にそのほとんどが存在する衝突クレーターと比較すると、その起源は40億年も遡ることを観察した。 一方、空洞は比較的光沢があり新しく、平均して約 10 万年前のもので、現在も進化している可能性があります。
メッセンジャーのミッション科学者であるラルフ・マクナットとキャロリン・M・アーンストは、どちらもジョンズ・ホプキンス大学APLに所属しており、水星の空洞について何を学んだのか、そしてさらに解明する必要があることについて話し合います。
手がかりと理論
「私たちは水星を遺物だと考えてきました。衝突によるクレーターを除けば、実際にはもうあまり変化していない場所です」とブルーエット氏は語った。 「しかし、これらの空洞は、それらが見つかったクレーターよりも若いようであり、それは水星の表面がまだ驚くべき方法で進化していることを意味します。」
それらの形成に関する考えられる手がかりの 1 つは、空洞の多くが水星の衝突クレーター内の中央の丘または山と関連しているということです。 これらのいわゆる「ピークリング」は、クレーターを形成した衝撃によって深部から押し上げられた物質でできていると考えられています。 エルンスト氏は、大きな物体が惑星に衝突し、その隕石が新たなクレーターを形成し、地下深くから物質が水星表面に投げ込まれたと示唆した。
新たに発掘された物質は不安定で、突然地表に露出する可能性があります。 水星は太陽に非常に近いため、猛烈な暑さと極端な宇宙天気に見舞われており、これらの要因が空洞の形成に役割を果たしている可能性がある、とメッセンジャーの科学チームのメンバーであるブルーウェット氏は付け加えた。
「硫黄やその他の揮発性物質を含む特定の鉱物は、水星が日常的に経験する熱、太陽風、微小隕石の猛攻撃によって容易に蒸発してしまうだろう」と彼は述べた。 「おそらく硫黄が蒸発して他の鉱物だけが残り、その結果岩が弱くなり、スポンジ状になっているのでしょう。 そうすれば、岩はより容易に崩れ、浸食され、これらの窪みが形成されるでしょう。」
将来に向けて
NASAのマーズ・リコネッサンス・オービターは、火星の南極の二酸化炭素の氷に同様の窪みを発見し、その表面が「スイスチーズ」のように見えるようにした。 しかし、水星では、くぼみは岩の中に見られ、しばしば明るい内部とハローを持っています。
「岩だらけの地面でこのような光景を見たことがありません」とブルーエット氏は語った。
他の理論には、水星の表面の暗い領域は黒鉛の堆積物であり、太陽風によって衝撃を受けて破壊されると崩壊し、より明るく青みを帯びた物質だけが残った、穴があいて空洞になった領域が残るという考えが含まれています。
岩だらけの表面でこのような光景を見たことがありません。
デビッド・ブルーエット
メッセンジャーミッション参加科学者、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所
メッセンジャーは 2015年 4月についに燃料を使い果たして水星に衝突しましたが、研究者たちはまだ収集したデータを精査しています。 科学者たちはまた、ベピコロンボが 2025年に水星に到着することと、そのミッションによってどのような秘密が明らかになるのかを熱心に期待しています。 ヨーロッパと日本の共同事業であり、2つの周回機が一緒に乗って、この宇宙船は 2021年 10月に初めて水星を通過しました。これは水星を訪問する史上 3回目のミッションに過ぎません。
1820年、ワシントン アーヴィングは、スリーピー ホローが「奇妙な光景、幽霊スポット、そして黄昏の迷信の場所である」と書いています。 この谷の向こう側では、この国の他のどの地域よりも星が輝き、流星が頻繁に輝きます。」
同様に、水星には独自の「幽霊」（前世にはクレーターがあり、後に溶岩に覆われた）があり、何十億年もの間、水星表面のあらゆる部分に流れ星や流星が散在するのを見てきました。
彼らが残したクレーターには、ナサニエル・ホーソーン、ハーマン・メルヴィル、エドガー・アラン・ポーなどの芸術家や作家の名前が付けられており、その名を冠したクレーターには空洞が含まれています。 おそらくいつか、彼らの指導者であり同時代人であるアーヴィングが彼らの会社に加わることになるでしょう。 その時までに、水星の奇妙な空洞の本当の性質が明らかにされるかもしれません。
幽霊の話
メッセンジャーのミッションからの画像は、水星の地質史を伝えるのに役立っています。 この場合は幽霊話。 かつて、この風景の右上にあるものに似た別のクレーターがありました。 その後、火山の溶岩が表面に溢れ、クレーターを埋め、クレーターの縁のスペクトルの輪郭だけを残しました。これが、この画像の左下にある「ゴースト クレーター」です。 水星の北で大規模な洪水が発生した後、追加の宇宙天体が水星の表面に衝突し、さまざまなサイズの天体が形成されました。
ここに見られるクレーター。2011年 8月 14日にメッセンジャーの広角カメラで撮影された画像。
NASA/ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カーネギー科学研究所
