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火星の南マントルは北より200〜400℃暖かく、重力が見せた惑星内部の非対称
火星の南部高地の下のマントルは、北部の低地の下より約200〜400℃暖かい可能性があるという分析が出ました。研究者らは、3機の火星周回探査機を16年間追跡したデータから、季節によって変化する微細な重力信号を探し、惑星内部の南北非対称性を推定しました。
火星の地中に温度計を入れて直接測った結果ではありません。重力変化と岩石の剛性を結んだ潮汐トモグラフィーモデルであり、温度差の正確な大きさと原因が巨大衝突・マントル対流・厚い地殻の断熱の中で何かはまだ確定していません。
見えない火星の内部をどのように読みましたか
火星は太陽の周りを約687日に一度回り、軌道が少し歪んでいます。太陽の重力は季節によって火星を少しずつ変形させ、その反応は惑星の内部がどれほど硬く均一であるかに依存します。研究者らはこの小さな変化を利用して内部の横方向の差を復元する方法を潮汐トモグラフィーと呼びました。
どのデータをどれだけ長く使ったか
研究者はMars Global Surveyor、Mars Odyssey、Mars Reconnaissance Orbiterの無線追跡データを合わせました。地球の深宇宙通信網が測定した周回探査機の速度の微細な変化を利用し、全体の観測期間は16年です。大気の質量移動が生む重力効果もモデルで別に計算しました。
200〜400℃は何と何の違いですか
この数値は火星表面温度ではなく、深さ約50～1560kmのマントルを代表する南北温度差推定値です。観測された重力信号は、マントルの有効剪断弾性率、すなわちねじれに耐える性質が位置によって20％以上異なると説明されています。研究者は、火星の長い季節サイクルでは、岩の硬さが温度に非常に敏感になり、200〜400℃の差で主な信号を説明できると計算しました。
なぜ南は暖かいのですか？
火星南半球は高く、古い高地であり、北半球は低く平らな土地が多い。南側のより厚い地殻が毛布のように熱を閉じ込めたり、片側に偏ったマントル対流が長く残っている可能性があります。非常に古く、巨大衝突が南北差を作ったという説明もありますが、今回の資料だけで三つのうちの一つを選ぶことはできません。
この結果は何を変え、次に何を見ますか
火星の外観だけでなく、内部も南北で異なる可能性があるという点は、高地と低地、古い水環境、地殻磁化の歴史を共に説明する手がかりになります。ただし、現在の火山噴火が差し迫っていることや、生命が存在することの証拠ではありません。専用の重力探査ミッションとより多くの地震データ、異なる地域の岩石成分を確保することで、温度と鉄含有量の影響をより正確に分けることができます。