火星の水:探査と証拠

火星にはまだ液体の水が流れている可能性がありますが、それは簡単に見つけられるわけではありません。赤い惑星での水の探索は、液体が今日表面を流れるという決定的な兆候を明らかにするのに15年以上かかりました。しかし、過去には、川や海が土地を覆っていた可能性があります。すべての液体の水はどこに行きましたか?どうして?まだどれだけ残っていますか?

赤い惑星の観測は、川と海がその初期の歴史の中で顕著な特徴であったかもしれないことを示しています。数十億年前、火星は暖かく湿った世界であり、一部の地域では微生物の生命を支えていた可能性があります。しかし、惑星は地球よりも小さく、重力が少なく、大気が薄いです。時間の経過とともに、液体の水が蒸発するにつれて、その多くが宇宙に逃げ出し、惑星の表面に戻ることが少なくなりました。

今日の水はどこにありますか?

液体水は火星の表面のいくつかの急で比較的暖かい斜面から流れているように見えます。マーズリコネッサンスオービター(MRO)に搭載された高解像度画像科学実験(HiRISE)カメラで撮影された画像で、2011年に繰り返し傾斜線(RSL)として知られる特徴が最初に特定されました。季節的に現れる暗い縞は、惑星の表面を流れる塩水の兆候であることが確認されました。

「これが正しければ、火星のRSLははるかに多くの表面表現を表す可能性があります。中緯度の急な斜面で進行中の重要な排水システム」と研究チームのメンバーは2012年にSpace.comに語った。

2015年、RSLのスペクトル分析により、科学者たちは塩水が原因であると結論付けました。 。

「これらの斜面での水和塩の検出は、水がこれらの縞の形成に重要な役割を果たすことを意味します」と、研究の筆頭著者であるLujendra Ojhaアトランタのジョージア工科大学は声明の中で述べた。膨大な量の水が惑星の北極と南極の氷のキャップの中に閉じ込められているようだ。毎年夏になると、気温が上がるとキャップの内容物がまっすぐに飛ぶため、キャップはわずかに収縮する。固体からガスの形に変化しますが、冬になると、気温が低くなると、45度、つまり赤道の半分までの緯度まで成長します。キャップの厚さは平均2マイル(3 km)で、完全に溶けた場合は火星の表面を約18フィート(5.6メートル)の水で覆うことができます。

凍った水も表面の下にあります。科学者たちは、赤道の間の領域でカリフォルニアとテキサスを合わせた大きさの氷のスラブを発見しました。と赤い惑星の北極。地下水の存在は長い間ありました疑われたが、確認するために奇妙な層状のクレーターの出現を要求した。惑星の他の地域にも冷凍水が含まれている可能性があります。一部の高緯度地域は、土壌中の永久凍土が時間の経過とともに凍結および融解するときに形成された可能性のあるパターン化された地面の形状を誇っているようです。

欧州宇宙機関のマーズエクスプレス宇宙船は、クレーターのより涼しい影付きの底にある氷床の画像をキャプチャしました。これは、液体の水が適切な条件下で溜まる可能性があることを示唆しています。NASAの火星によって特定された他のクレーター偵察オービターも同様のプーリングを示しています。

火星の水の証拠は2000年に初めて明らかになり、液体の起源を示唆する峡谷が出現しました。それらの形成はその後の数年間で熱く議論されてきました。

しかし、火星に今日水が含まれていると誰もが考えているわけではありません。新しい研究によると、RSLは実際には、砂やほこりの動きによって形成された粒状の流れによって形成された可能性があります。

「RSLは液体の水の流れの可能性があると考えましたが、傾斜は予想どおりです。筆頭著者のコリン・ダンダス氏は声明のなかで、「RLSに関するこの新しい理解は、今日の火星が非常に乾燥していることを示す他の証拠を裏付けている」と述べた。

その考えは最近のことで流された可能性がある。火星の南極の近くにある可能性のある地下湖の発見。

地下湖?

研究者たちは、彼らは火星が南極の下に湖を隠しているかもしれないと発表しました。ヨーロッパの火星エクスプレス宇宙船は、提案された水を検出するために火星高度レーダーを地下およびイオノスフィアサウンディング(MARSIS)に使用しました。それらが反映されるのにかかる時間を計りました。地下層の特性は、tにかかる時間に影響します。

MARSIS “の調査によると、火星の南極点は、幅124マイルに広がる約1マイル(1.5 km)の深さまでの氷と塵の複数の層で構成されています。 (200 km)地域。

「火星のこの地下異常は、水または水に富む堆積物に一致するレーダー特性を持っています」と、MARSIS実験の主任研究者で新しい研究の筆頭著者であるRobertoOroseiは声明で述べています。

MARSISは、ポケットの中に地下湖が存在することも明らかにしました。レーダーエコーによると、湖の幅は12.5マイル(20 km)以内で、水面下1マイル近くに埋まっています。科学者たちは湖の深さを確信していませんが、少なくとも3フィート(1メートル)の深さであることを確認しています。研究者によると、湖は凍らないように塩を含んでいる必要があります。

「これは1つの小さな調査地域にすぎません。他の場所に、これらの地下の水たまりがもっとあると考えるのは刺激的な見通しです。まだ発見されていない」と語った。

すべての研究者が液体の水の存在について確信を持っているわけではない。

「それは非常に説得力のある議論だと思うが、それは「決定的または決定的な議論ではない」とアリゾナの惑星科学研究所の火星研究者であるスティーブ・クリフォードはSpace.comに語った。 「私たちが予測していなかった状態がキャップの底に存在し、この明るい反射の原因である可能性は常にあります。」

30年以上前、クリフォードは火星が潜むことができると提案しました地球と同じように、極冠の下にある液体の水。地球上では、南極とグリーンランドの氷床の下にある湖は、惑星内からの熱が氷河をパッチで溶かすときに作られます。クリフォードはSpace.comに、火星の極地の氷冠の下で同様のシナリオが発生する可能性があると語った。

「MARSISデータに見られる輝点は珍しい特徴であり、非常に興味深い」とNASAのチーフジムグリーンは語った。科学者は声明のなかで、「それは間違いなくさらなる研究を必要とする。解釈をテストするために、追加の証拠を追求する必要があります。」

「将来、他の手段を使用してさらに研究することを望んでいます」とグリーン氏は述べています。

火星北部の中緯度の領域のこのビューの中央に、直径約6メートル(20フィート)の新しいクレーターがあります。この偽色の画像では、明るい素材、青の露出を保持しています。(画像クレジット:NASA / JPL-Caltech / University of Arizona)

検索オアシス

マリナー9が1971年に別の惑星を周回する最初の航空機になったとき、乾燥した川床と峡谷の写真は、火星の表面にかつて水が存在していたことを示しているようでした。バイキングからの画像オービターは、多くの地形が水を流すことによって作成された可能性があるという考えを強化しただけでした。バイキングの着陸船からのデータは、水面下に水の存在を示していましたが、実験は不利であると見なされました包括的。

「90年代初頭に多数の火星ミッションが開始されました。科学者は火星に関する豊富な情報で溢れていました。3人のNASAオービターと1人が欧州宇宙機関から送られたもので、惑星を上から調査し、表面をマッピングしました。他のデータは、ミシガン湖を2回満たすのに十分な地下の氷を測定しました。彼らは、古代の温泉がかつて地表に存在し、持続的な降水量が一度落ちたという証拠を発見しました。

衝突クレーターは、赤い惑星の内部のビューを提供します。ESAの火星エクスプレスとNASAの火星偵察オービターを使用して、科学者たちは惑星の内部から放出された岩石を研究し、水の存在を示唆する鉱物を見つけることができました。

「水循環は約37億年前に地殻の数キロメートルの深さで発生しました」、ニコラス・マンゴールド、国連のフランスのナントの多様性は声明の中で述べた。

しかし、火星に向けて打ち上げられた物体はオービターだけではなかった。 NASAのキュリオシティローバーは、過去15年間で赤い惑星の表面に着陸した5番目のロボットです。パスファインダー、フェニックス、スピリット、オポチュニティはすべて惑星の詳細な測定を行いました。フェニックスを除くすべてが表面を移動して宝の山を集めました。

着陸船が撮影したフェニックスの支柱の1つの画像放出のソル(または火星の日)8、31、44のロボットアームカメラ。円で囲まれた2つのスフェロイドは互いに融合しているように見えます。これは、一部のフェニックスの科学者が、塊が液体の水であることを示していると主張しています。(画像クレジット:Renno、et al。、NASA)

プローブは地面に掘り込まれ、岩を調べて実験を行いました。2008年、フェニックスは小さな塊を発見しました。 4日後に消えた明るい物質の塊で、科学者たちはそれらが水の氷のかけらであると推測しました。着陸船はサンプル中の水蒸気を検出し続けました。収集して分析し、赤い惑星に凍った水の存在を確認しました。

双子のローバーであるスピリットアンドオポチュニティは、岩に囲まれた水の痕跡を発見しました。解決策となる問題の輝かしい例では、スピリットの壊れた車輪が火星の表面の上部にこすりつけられ、水の存在下で形成された可能性が最も高いシリカが豊富な下の層が明らかになりました。

好奇心は、古代の火星を流れる水の証拠をさらに発見しました。 1トンのローバーは、2012年8月に着陸した直後に古代の川床を転がり、数十億年前に液体の水にさらされた多くの岩石を調査しました。

火星ミッションは、火星の水を探す唯一の方法ではありません。赤い惑星から放出された岩を研究している科学者は、過去に水が地表の下にあったという兆候を発見しました。

“火星へのロボットミッションは惑星の歴史に光を当て続けていますが、地球での研究に利用できる火星からのサンプルは火星の隕石だけです」と、JPLの筆頭著者であるローレンホワイトは声明で述べています。

「地球上では、複数の分析手法を利用して、隕石をより詳細に調べ、火星の歴史に光を当てることができます。」

歴史的な地形

比較的最近の(地質学的に言えば)水の存在を調べることに加えて、さまざまなミッションは歴史的な文脈で惑星の表面も研究しました。今日、火星の河床は濡れていませんが、科学者はそれらを研究して、惑星の進化についてさらに学ぶことができます。

火星のより平坦な北の平原は、かつて海をホストしていた可能性があります。科学者によると、惑星が乾燥期間を循環するにつれて、2つ。最近の水域は一時的なものであり、100万年以内に地面に浸透し、蒸発し、または凍結したと考えられます。

Riverbedsガリーは、水が火星の表面を少なくとも短時間流れたことを示しています。推定によると、毎年ミシシッピ川を通過するよりも、マルテバリスと呼ばれる大きな水路システムを通過する水が年間100倍多い可能性があります。火星の少なくとも1つの地域であるシャープ山は、火星の少なくとも1つの地域に堆積した堆積物によって建設されたことが、好奇心から示されました。

何百万年もの湖底数年前、地球上にかなりの期間大きなプールが存在したことを示唆しています。

「アイオリス山に関する仮説が成り立つ場合、暖かく湿った状態は一時的、局所的、または地下のみであるという概念に異議を唱えます。火星」と、NASAのジェット推進研究所(JPL)のキュリオシティ副プロジェクト科学者アシュウィンバサバダは声明で述べています。

地球上では、川や湖の周りの土地は湿っていて、泥と粘土でできています。そのような堆積物は火星にも存在し、水を閉じ込めて、かつてより大きな物体が存在した可能性がある場所を示します。

火星の水はきれいに座っている以上のことをしている可能性があります。新しい研究では、低圧のおかげで液体が沸騰すると砂が浮揚する可能性があることが明らかになっています。

「したがって、最近および現在の火星の大量浪費の特徴の形成を評価するときは、堆積物の浮揚を考慮する必要があります。 、以前考えられていたよりもはるかに少ない水がそのような特徴を形成するために必要とされるかもしれない」と研究者たちは彼らの研究で書いた、それはジャーナルネイチャーコミュニケーションズに掲載された。 >

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水は、地球にとらわれている私たちにとって非常に一般的な要素のように見えるかもしれませんが、大きな価値があります。科学者たちは、火星が時間の経過とともにどのように変化し発展したかを理解することに加えて、水を見つけることが、過去または現在の生命など、さらに価値のあるものを見つけるのに役立つことを望んでいます。

地球だけが生命をホストすることが知られています、そして私たちの地球上の生命は水を必要とします。この貴重な液体に頼らなくても生命は進化する可能性がありますが、科学者は自分が知っていることでしか作業できません。したがって、火星などの天体に水を配置することで、生命の証拠を見つけることができると期待しています。

これを念頭に置いて、NASAは、「水に従う」というマントラを掲げて、赤い惑星を探索する戦略を開発しました。 。」火星に送られた最近のオービター、着陸船、ローバーは、生命が繁栄する可能性のある環境を見つけることを期待して、生命ではなく水を探すように設計されました。

しかし、それは証拠の洪水によって変化しましたこれらのロボットが戻ってきました。好奇心は、火星が実際に古代の微生物の生命を支えていた可能性があると判断し、次のNASAローバー(好奇心の基本設計に大きく基づいた車サイズのロボット)は、過去の赤い惑星の生命の証拠を探すために2020年に爆発します。

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