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火星はこれまで考えられていたよりも5倍多くの隕石衝突に見舞われている

月や水星と同じように、火星の表面にはクレーターがたくさんある。長い歴史の中で無数の小惑星や彗星の衝突によってできた、さまざまな大きさの「傷跡」だ。しかし、現在火星に落下する隕石の数はどれくらいだろうか。正確にはわからないが、インペリアル・カレッジ・ロンドンとスイスのチューリッヒ工科大学の国際研究チームが、これまでで最も信頼性の高い推定値を得ることに成功した。しかも、地震データを使って初めて推定したのだ。 彼らの研究結果は、最近「自然天文学'によると、毎年280～360個の隕石が火星に衝突し、幅8メートル以上の衝突クレーターを残しているという。研究の共同責任者であるジェラルディン・ゼンホイザーン氏によると、「この割合は軌道画像のみから推定される数値のほぼ5倍です。私たちの研究結果は、地震学が衝突率を測定するための優れたツールであることを示しています。」 新しいタイプの「火星地震」 NASA のインサイト探査ミッション中に配備された地震計のデータのおかげで、研究者たちは、ステーションの周辺で記録された 6 つの地震が、以前に隕石の衝突として特定されていたことを発見しました。そして今、ゼンホイザーン氏と彼女のチームは、これらの 6 つの地震が氷山の一角に過ぎないことを発見しました。実際、これらははるかに大きな「火星地震」のグループ、いわゆる「超高周波地震」(VF) に属しているからです。 これらの地震による揺れは、同様の規模の地殻変動地震による揺れよりもはるかに速く発生します。たとえば、火星の「通常の」マグニチュード3の地震は通常数秒間続きますが、同じ強度の衝突による地震はわずか0.2秒以下しか続きません。多数の「ハンマーで打たれた研究者らは、隕石の衝突によって生じた別の80個を特定した。 3年間の仕事 調査は2021年12月に開始された。これは、太陽電池パネルに蓄積した塵によってインサイトのミッションが中止される1年前のことだ。その後、遠方で発生した高強度の地震による地震波が火星全体を鐘のように「鳴らした」。そして、リモートセンシングシステムはその地震を幅150メートルのクレーターと関連付けた。これを確認するために、インサイトチームは火星探査機（MRO）のコンテキストカメラ（CTX）の使用を要請し、インサイトが検出した地震のタイミングと場所と一致する最近の他のクレーターを探した。 調査作業は報われ、研究者たちは幸運にも直径100メートルを超える2つ目の新しく形成されたクレーターを発見した。しかし、バスケットボール大の隕石が地球に衝突して形成された、論理的にはもっと一般的なはずのより小さなクレーターは、検出が非常に困難だった。そして、ゼンホイザーン氏と彼の同僚たちは、まさにそれを見つけ出すことに成功した。 不正確なデータ 地球には毎年約 17,000 個の隕石が落下するが、夜空を横切るようなことが起きない限り、ほとんど発見されない。実際、隕石のほとんどは大気圏に入ると崩壊する。しかし、火星では状況が異なる。火星の大気は地球の 100 倍も薄く、表面は「無防備」で、より大規模で頻繁な隕石衝突にさらされている。 これまで、惑星科学者は月面の隕石衝突の保存状態の良い画像と軌道モデルに頼ってきたが、それらの推定値を火星に当てはめるのは非常に困難であることが判明した。実際、科学者は火星の引力の強さと小惑星帯への近さを考慮する必要があった。つまり、火星には月よりも多くの隕石が衝突することになる。一方、火星の表面を吹き荒れる多数の砂嵐は、月面のクレーターよりもはるかに保存状態の悪いクレーターを生じさせ、軌道画像から検出するのはそれほど容易ではない。しかし、隕石が火星に衝突すると、衝突による地震波が地殻とマントルを伝わり、地震計で捉えることができる。 「私たちは、すべてのVF火星地震の規模と距離からクレーターの直径を推定し、それを使って着陸機の周囲にいくつのクレーターが形成されたかを計算しました」と、インペリアル・カレッジのナタリア・ウォジツカ氏で研究の共著者は語った。インサイトは1年間にわたって、火星の表面全体に年間に発生する衝突の数を推定するためにデータを外挿した。 「新しいクレーターは、平らで埃っぽい地形ではよく見えますが、そこでは特に目立ちます」とゼンホイザーン氏は付け加える。「しかし、この種の地形は火星の表面の半分以下しか覆っていません。そして、感度の高いインサイト地震計は、着陸機の範囲内で起こったすべての衝撃音を聞き取ることができました。」 惑星の年齢 人間の顔のしわや皺のように、衝突クレーターの大きさや密度は、惑星のさまざまな領域の年齢に関する貴重な手がかりを明らかにします。クレーターの数が少ないほど、それらが見つかる惑星の領域は新しいということです。たとえば、金星には目に見えるクレーターがほとんどありません。その表面は火山活動によって絶えず形を変えているためです。また、地球では、存在していたクレーターのほとんどが浸食や地殻変動によって消滅しています。しかし、水星と月は、大気が薄く、地質活動がほとんどないため、表面が変わっておらず、非常に古く、衝突クレーターがたくさんあります。一方、火星は中間的な状況にあり、一部の領域は古く、他の領域ははるかに新しいです。 研究によれば、火星のどこかに8メートルのクレーターがほぼ毎日出現し、30メートルのより大きなクレーターは月に1回程度出現するという。 「これは、火星探査機インサイトの主な目的の一つであった地震データから、隕石が火星の表面に衝突する頻度を判定した初の研究です」と、NASAの同ミッションの主任研究員で、ETHチューリッヒのドメニコ・ジャルディーニ氏は述べた。「これらのデータは、将来の火星探査ミッションの計画に影響を与えるでしょう。」 2番目の研究 ブラウン大学の別の研究チームも、インサイト探査機の地震計のデータを基に同様の研究を実施し、最近「サイエンス・アドバンス」誌に掲載された記事で、周回中の宇宙船からは見られなかった8つの新しい衝突クレーターを発見したと発表した。研究によると、火星はこれまで考えられていたよりもはるかに頻繁に宇宙の岩石に衝突しており、衝突率は岩石の大きさに応じて、これまでの推定の2倍から10倍に上るという。 #火星はこれまで考えられていたよりも5倍多くの隕石衝突に見舞われている