プリンキピア

第10章地球に似た惑星――金星と火星Earthlike Planets: Venus and Mars

Ancient Lakes and Glaciers古い湖と氷河

The rovers (Spirit, Opportunity, Curiosity, and Perseverance) that have operated on the surface of Mars have been used to hunt for additional evidence of water. They could not reach the most interesting sites, such as the gullies, which are located on steep slopes. Instead, they explored sites that might be dried-out lake beds, dating back to a time when the climate on Mars was warmer and the atmosphere thicker—allowing water to be liquid on the surface.

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火星の表面で活動してきたスピリット、オポチュニティ、キュリオシティ、パーサヴィアランスの探査車は、水の追加の証拠を探すために使われてきた。ガリーのような、最も興味深い地点は急斜面にあるため、到達できなかった。その代わりに探査したのは、干上がった湖底かもしれない場所である。火星の気候がもっと暖かく、大気がもっと厚く、地表で水が液体でいられた時代にさかのぼる場所だ。

Spirit was specifically targeted to explore what looked like an ancient lake-bed in Gusev crater, with an outflow channel emptying into it. However, when the spacecraft landed, it found that the former lakebed had been covered by thin lava flows, blocking the rover from access to the sedimentary rocks it had hoped to find. However, Opportunity had better luck. Peering at the walls of a small crater, it detected layered sedimentary rock. These rocks contained chemical evidence of evaporation, suggesting there had been a shallow salty lake in that location. In these sedimentary rocks were also small spheres that were rich in the mineral hematite, which forms only in watery environments. Apparently this very large basin had once been underwater.

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スピリットには、グセフ・クレーターにある、古い湖底のように見える場所を探査するという、特定の目標があった。そこには洪水流出水路が流れ込んでいた。しかし、着陸してみると、昔の湖底は薄い溶岩流に覆われており、期待していた堆積岩には近づけなかった。オポチュニティは、もっと幸運だった。小さなクレーターの壁をのぞき込んで、層状の堆積岩を見つけたのである。その岩石には、蒸発を示す化学的な証拠があり、かつてその場所に、浅い塩水湖があったことを示唆していた。堆積岩の中には、水のある環境でしかできない鉱物である、赤鉄鉱を多く含んだ小さな球もあった。どうやら、この非常に大きな盆地は、かつて水の下にあったらしい。

The Curiosity rover landed inside Gale crater, where photos taken from orbit also suggested past water erosion. It discovered numerous sedimentary rocks, some in the form of mudstones from an ancient lakebed; it also found indications of rocks formed by the action of shallow water at the time the sediment formed (Figure 10.30).

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キュリオシティ探査車は、ゲール・クレーターの内部へ着陸した。ここでも、軌道上からの写真が、過去の水による侵食を示唆していた。探査車は多くの堆積岩を見つけ、その一部は古い湖底の泥岩だった。また、堆積物ができた当時、浅い水の作用によって形成された岩石の痕跡も見つけた(図10.30)。

Even today there is evidence of large quantities of ice just below the surface of Mars. In the mid-latitudes, high-resolution photos from orbit have revealed glaciers covered with dirt and dust. In some cliffs, the ice is observed directly (see Figure 10.30). Perseverance is exploring the 45-km-wide crater Jezero, which is a dusty former lakebed and river delta with evidence of large rocks deposited by ancient floods. These glaciers are thought to have formed during warm periods, when the atmospheric pressure was greater and snow and ice could precipitate. They also suggest readily available frozen water that could support future human exploration of the planet.

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現在でも、火星の表面のすぐ下に大量の氷がある証拠が存在する。中緯度では、軌道からの高解像度写真によって、土や塵に覆われた氷河が明らかになった。氷が直接見える崖もある(図10.30参照)。パーサヴィアランスは、幅45 kmのジェゼロ・クレーターを探査している。ここは、塵に覆われた昔の湖底と河川の三角州で、古い洪水が大きな岩を運んで堆積させた証拠がある。これらの氷河は、より暖かい時期に形成されたと考えられている。当時は気圧が高く、雪や氷が降ることができた。氷河の存在は、凍った水を容易に利用できることも示唆する。それは、将来、人間が火星を探査する際の支えになりうる。

Gale Crater and Underground Ice Deposits.ゲール・クレーターと地下の氷の堆積層

ゲール・クレーターのキュリオシティ。左の(a)は、クレーター内部で撮った広い範囲の写真である。画像の下半分には、平らで割れ目の入った岩石の層が見える。右の(b)は、クレーター内部の岩石を拡大したものだ。はっきりした多くの層があり、流水と堆積の証拠かもしれない。下の尺度には「センチメートル」と書かれ、0から50まで示されている。

credit a: modification of work by NASA/JPL-Caltech/MSSS; credit b: modification of work by NASA/JPL-Caltech/MSSS; credit c: modification of work by NASA/JPL-Caltech/UA/USGS · JPL image use policy

Figure 10.30 (a) This scene, photographed by the Curiosity rover, shows an ancient lakebed of cracked mudstones. (b) Geologists working with the Curiosity rover interpret this image of cross-bedded sandstone in Gale crater as evidence of liquid water passing over a loose bed of sediment at the time this rock formed. (c) Ice bands a hundred meters tall are visible in blue in a cliff-face on Mars, suggesting large deposits of frozen water buried just a few meters below the surface. Note that the blue color has been exaggerated in this photo, taken by the Mars Reconnaissance Orbiter spacecraft. (credit a: modification of work by NASA/JPL-Caltech/MSSS; credit b: modification of work by NASA/JPL-Caltech/MSSS; credit c: modification of work by NASA/JPL-Caltech/UA/USGS)

図10.30 (a)キュリオシティ探査車が撮ったこの景観には、ひび割れた泥岩からなる、古い湖底が写っている。(b)キュリオシティの調査に携わる地質学者たちは、ゲール・クレーターにある斜交層理を持つ砂岩の画像を、この岩石が形成されたとき、固まっていない堆積物の上を、液体の水が通った証拠と解釈している。(c)火星の崖の面に、高さ100 mに及ぶ氷の帯が青く見える。表面からわずか数m下に、凍った水が大量に埋まっていることを示唆する。マーズ・リコネサンス・オービターが撮ったこの写真では、青い色が強調されていることに注意しよう。(クレジット a・b:NASA/JPL-Caltech/MSSSの作品を改変。c:NASA/JPL-Caltech/UA/USGSの作品を改変。)