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惑星における流体の間取り図を読み解く

American Association for the Advancement of Science

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IMAGE: ジオイドに準拠して、位数および次数が6までの球面調和関数に展開された地形図が、今回の研究において使用された河川の地物の上に重ねられている。 view more 

Credit: B.A. Black et al., Science (2017)

地球、火星およびタイタンにおける太古の排水系に関する画期的な評価から、プレートテクトニクスによって、惑星体にどのようなパターンの痕跡が残され得るかが解明されている。これらの成果は、地球、火星およびタイタンの惑星体に影響を及ぼす多様な地質学的過程を明らかにするものであり、他の惑星および衛星について理解するために利用できる可能性がある。惑星表面を流れる水などの液体の移動によって河川が形成され、それらの痕跡は、火星表面で水によって形成された川床のように、関与した液体が消滅した後も長く観察することができる。浸食および表面の移動によって、排水系の特異なパターンが形成されるので、これらの系を研究することによって、惑星体の地形の長期的な変遷に関する貴重な知見を得ることができる。熱膨張および熱伸縮などの惑星体全体に影響するような当該惑星の過程によって、地形の「長波長」の地物が形成され、これに沿って河川が流れる。しかし、惑星では、山および火山弧などの「短波長」の地物が出現することもあり、これによって河川が長波長の経路から外れてしまうことになる。そのような場合、河川の川下の流れの方向は、地形との相関がそれほど良くなくなり、代わりに、河川は、これらの周辺の地形を横切るか、またはさらにこれらを乗り越えて、排水される。Benjamin A. Blackらは、地形に関する2つの尺度を開発して分析することにより、短波長の地物および長波長の地物について、地球、火星およびタイタンにおける排水系のパターンを比較した。著者らの手法によって、長波長の地形について、短波長の地物が支配的な地球より、タイタンおよび火星の排水系の方がより良く一致していることが明らかにされている。この理由は、地球にプレートテクトニクスが存在し、プレートテクトニクスによって、継続的に短波長の地物が新たに形成されることであると、著者らは結論付けている。著者らは、火星におけるプレートテクトニクス活動が終了した後、火星の河川網が形成されたことを発見しており、その場合、河川は、岩石の間ではなく、それらの上を超えて流れる傾向がある。タイタン表面にある炭化水素の河川は、大部分が長波長の地形に従っているが、極領域と赤道領域の間には相違があると思われると、著者らは述べている。これらの分析が惑星体の地質学的歴史を理解するために有用であることは、付随したDevon Burr によるPerspective において強調されている。

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