アマゾニス四角形

アマゾニス四角形

火星探査機レーザー高度計(MOLA) データによるアマゾニス四角形の地図。最高標高は赤、最低標高は青です。
座標	15°00′N 157°30′W / 15°N 157.5°W / 15; -157.5

アマゾニス四角形は、米国地質調査所（USGS）の天体地質学研究プログラムで使用されている火星の30枚の四角形地図のうちの1つです。アマゾニス四角形はMC-8（火星チャート8）とも呼ばれます。^[1]

この四角形は、火星の西経 135 度から 180 度、北緯 0 度から 30 度の領域をカバーしています。アマゾニス四角形には、アマゾニス平原と呼ばれる地域が含まれています。この地域は、クレーターの密度が非常に低いため、火星で最も新しい部分の 1 つであると考えられています。アマゾニアン時代は、この地域にちなんで名付けられました。この四角形には、メデューサ フォッサ層と溝と呼ばれる、特別で珍しい地形が含まれています。

アマゾニス四角形は、メデューサエ・フォッサエ層と呼ばれる地層の大部分を含んでいるため、科学者にとって大きな関心事となっている。これは、火星の赤道に沿って約1,000 kmにわたって広がる、柔らかく侵食されやすい堆積物である。地層の表面は風によって侵食され、ヤルダンと呼ばれる一連の線状の尾根となっている。これらの尾根は、一般的に、それらを削った卓越風の方向を指しており、火星の風の侵食力を証明している。メデューサエ・フォッサエ層の侵食されやすい性質は、それが弱く固められた粒子で構成されていることを示しており、^[2]風で運ばれた塵や火山灰の堆積によって形成された可能性が高い。ローラ・カーバー率いる研究グループは、地球規模の気候モデルを使用して、メデューサエ・フォッサエ層がアポリナリス山、アルシア山、そしておそらくパヴォニス山の火山灰から容易に形成された可能性があることを発見しました。^[3] 細粒組成のもう1つの証拠は、この地域がレーダー反射をほとんど示さないことです。このため、この地域は「ステルス」地域と呼ばれています。^[4]地層の一部には層が見られます。宇宙船からの画像では、物理的特性、組成、粒子サイズ、および/またはセメント化の大きな変化により、硬度が異なることが示されています。この地域全体で衝突クレーターはほとんど見られないため、表面は比較的新しいものです。^[5] 研究者は、大気中にあり、すべてを覆っているその中のほぼすべての塵は、メデューサエ・フォッサエ層に由来することを発見しました。^[6] この層、大気中、および表面を覆う化学元素（硫黄と塩素）は同じであることが判明しました。火星の塵の量は、惑星全体に2〜12メートルの厚さの層を形成するのに十分です。^{[7] [8]} メデューサ・フォッサ層には堆積物が比較的少ないため、侵食されている物質のほとんどは、大気中に浮遊して長距離を輸送できるほど小さいと考えられます。^[9]

2001年の火星オデッセイ中性子分光計のデータの分析により、メデューサエ・フォッサエ層の一部に水が含まれていることが明らかになりました。^[10]

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  THEMISが見たメドゥーサエ・フォッサエ層とオリンポス山との相対的な位置
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  HiRISEが見た、メドゥーサエ フォッサエの素材と根なし円錐形で構成される台地
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  HiWish プログラムの HiRISE が見た、メドゥーサエ フォッサエ層のヤルダン
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  HiWish プログラムの下で HiRISE が見たヤルダン 場所はアマゾニス四辺形の Gordii Dorsum の近くです。これらのヤルダンは、メドゥーサエ フォッサイ層の上部に位置します。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影したヤルダン。場所はアマゾニス四角形の Gordii Dorsum 付近です。注: これは前の画像の拡大です。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影したヤルダン。場所はアマゾニス四角形の Gordii Dorsum 付近です。注: これは前の画像の拡大です。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した、クレーター近くのヤルダン。場所はアマゾニス四角形内です。

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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影したヤルダンのクローズアップ カラー画像。ボックスはフットボール競技場の大きさを示しています。

オリンポス山の麓から、非常に険しい地形が広がっています。それはリュクス・スルキと呼ばれています。スルキとはラテン語で脳の表面の溝を意味し、リュクス・スルキには多くの溝があります。溝は巨大で、深さは1キロメートルにも及びます。^[11] そこを歩いて渡ったり、宇宙船を着陸させたりするのは極めて困難です。この地域の写真を以下に示します。

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  テミスが撮影したアマゾニスの溝。火星の地理用語で「溝」とは溝を意味し、脳の表面の溝のようなものです。この溝はオリンポス山の基底断崖からできたものです。
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  HiRISE が捉えたLycus Sulci 。画像をクリックすると、斜面の暗い縞模様がよく見えます。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる、Lycus Sulci の階層化された機能
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、Lycus Sulci の丘の斜面の暗い縞模様

溶岩流は時々冷えて、ほぼ同じ大きさの柱の大きなグループを形成します。^[12] HiRISE画像の解像度は、2009年にさまざまな場所で柱が発見されたほどです。

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  マルテ・ヴァリスのクレーターの柱状節理
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  地球上の柱状節理
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  地球上の柱状節理
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  イエローストーン国立公園の柱状節理

衝突クレーターは一般的に縁があり、その周囲に噴出物があるのに対し、火山クレーターには通常縁も噴出物堆積物もありません。クレーターが大きくなると（直径10km以上）、中央に山ができます。^[13]山は衝突後にクレーター底が跳ね返ったことで生じます。^[14] クレーターには層が現れることもあります。クレーターを形成する衝突は強力な爆発のようなもので、地中深くから岩石が地表に投げ出されます。そのため、クレーターは地表の奥深くに何があるのか​​を見せてくれます。

台座クレーターは、噴出物が周囲の地形より上にあり、隆起したプラットフォームを形成しているクレーターです。衝突クレーターが浸食抵抗層を形成する物質を噴出することで形成され、その周辺地域を浸食から保護します。この硬い覆いの結果、浸食により噴出物の向こう側の柔らかい物質が除去され、クレーターとその噴出物は隆起します。台座の中には、周囲より数百メートル高い場所にあると正確に測定されたものもいくつかあります。これは、数百メートルの物質が浸食されたことを意味します。台座クレーターは、マリナーミッション中に初めて観測されました。^{[16] [17] [18]}

学術誌「イカロス」に掲載された研究によると、トゥーティング・クレーターには、氷を含む地面に落下した高温の噴出物によってできた穴がある。この穴は、熱によって蒸気が噴出する穴の集まりから同時に噴出することで形成され、穴の噴出物から吹き飛ばされる。^{[19] [20]}

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  HiRISE が捉えた、暗い斜面の筋があるアマゾニスの台座クレーター
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した層状の台座クレーター
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した台座クレーター
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  台座クレーターは、衝突による噴出物がその下の物質を浸食から守ることで形成されます。このプロセスの結果、クレーターは周囲よりも高い位置にあるように見えます。
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  この図は、台座クレーターの形成に関する後期の考えを示しています。この考え方では、衝突した弾丸は氷の多い層に入り、それ以上は進みません。衝突による熱と風が表面を硬化させ、侵食を防ぎます。この硬化は、氷が溶けて塩分/ミネラル溶液が生成され、表面が固まることによって実現されます。
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  HiRISE が撮影したトゥーティング クレーターの壁
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  HiRISE から見たペティットクレーターの縁
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  HiRISE が撮影した、暗い縞模様のあるニコルソン マウンド

線状の尾根ネットワークは、火星のクレーター内やその周辺のさまざまな場所で見つかっている。^[21] 尾根は、格子状に交差するほとんど直線の部分として現れることが多い。それらは数百メートルの長さ、数十メートルの高さ、数メートルの幅がある。衝突によって表面に亀裂が生じ、これらの亀裂が後に流体の通路として機能したと考えられている。流体が構造物を固めた。時が経つにつれて、周囲の物質が浸食され、硬い尾根が残った。^[22] 尾根は粘土のある場所で発生するため、これらの地層は、形成に水を必要とする粘土のマーカーとして機能する可能性がある。^{[23] [24] [25]} ここの水は、これらの場所の過去の生命を支えていた可能性がある。粘土は、化石や過去の生命の他の痕跡を保存している可能性もある。

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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた狭い尾根。この尾根は、衝突によって地表が破壊された結果生じたものと考えられます。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た線形尾根ネットワーク
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された尾根ネットワークのクローズアップ。これは以前の画像の拡大です。
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された尾根ネットワークのクローズアップ。これは以前の画像の拡大です。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た線形尾根ネットワーク
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た地層と尾根のクローズアップ

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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた多角形の尾根の広域画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た多角形の尾根
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た多角形の尾根
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された多角形の尾根のクローズアップ カラー画像

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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた大規模な尾根ネットワークの広域画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た尾根ネットワークのクローズアップ図。ボックスにはサッカー場のサイズが表示されます。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た、尾根ネットワークと上層の接触のクローズ アップ画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された尾根のクローズアップ カラー画像
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた湾曲した尾根の広域画像
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した湾曲した尾根のクローズアップ画像。これらは地下で形成され、その後浸食によって露出しました。

ダークスロープストリークは、火星の赤道地域の塵に覆われた斜面によく見られる、狭い雪崩のような地形です。^{[26]これらは、}断崖やクレーターの壁に沿った比較的急な地形で形成されます。 ^[27] 1970年代後半のバイキングオービターの画像で初めて認識されましたが、 ^{[28] [29]}ダークスロープストリークは、1990年代後半から2000年代にかけてマーズグローバルサーベイヤー（MGS）とマーズリコネッサンスオービター（MRO）宇宙船からの高解像度画像が利用可能になるまで詳細に研究されていませんでした。^{[30] [31]}

暗い斜面の縞模様が生成される物理的プロセスはまだ不明です。それらは、急勾配の斜面における緩い細粒物質の大量移動（すなわち、塵雪崩）によって引き起こされる可能性が最も高いです。 ^{[32] [33]}雪崩により明るい表面の塵層が乱されて除去され、暗い基質が露出します。^[34]

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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、層状のメサの暗い斜面の縞模様
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、メサの暗い斜面の縞。場所はアマゾニス四角形です。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た Gordii Dorsum 地域の層。暗い線は暗い斜面の筋です。
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  オリンポス山のオーレオール内の尾根の斜面の縞模様の変化を示すアニメーション。この変化は 6 年間で起こりました。

2012年1月にIcarus誌に発表された研究によると、暗い筋は超音速で移動する隕石からの爆風によって生じたことが判明した。科学者チームは、アリゾナ大学の学部生であるケイラン・バーレイ氏が率いた。5つの新しいクレーター群の衝突現場の周囲にある約6万5000本の暗い筋を数えた後、パターンが浮かび上がった。衝突現場に近いほど、筋の数が最も多かった。したがって、何らかの形で衝突が筋を引き起こした可能性が高い。また、筋の分布は、衝突現場から2本の翼が伸びたパターンを形成していた。湾曲した翼はシミター、つまり曲がったナイフに似ていた。このパターンは、隕石群からの爆風の相互作用によって塵が十分に振り払われ、塵なだれが発生して多くの暗い筋が形成されたことを示唆している。当初は、衝突による地面の揺れが砂塵のなだれを引き起こしたと考えられていたが、もしそうだとすれば、黒い筋は曲線状に集中するのではなく、衝突の周囲に対称的に並んでいたはずだ。

クレーター群はオリンポス山の南510マイルの赤道近く、メデューサエ・フォッサエ層と呼ばれる地形にある。層は塵で覆われ、ヤルダンと呼ばれる風で削られた尾根がある。ヤルダンは塵で厚く覆われた急斜面であるため、衝突による爆風の衝撃が到達すると、塵が斜面を下り始めた。NASAの火星探査機マーズ・グローバル・サーベイヤーとHiRISEカメラからの写真を使用して、科学者は火星で毎年約20の新しい衝突を発見している。探査機は14年間にわたってほぼ継続的に火星を撮影しているため、最近できたと思われるクレーターの新しい画像を古い画像と比較して、クレーターがいつ形成されたかを判断できる。クレーターは2006年2月のHiRISE画像で発見されたが、2004年5月に撮影されたマーズ・グローバル・サーベイヤー画像には存在しなかったため、衝突はその時期に発生した。

クレーター群の中で最も大きいクレーターは直径約22メートル（72フィート）で、バスケットボールコートほどの広さがある。隕石が火星の大気圏を通過する際におそらく崩壊し、その結果、衝突クレーターが密集した集団ができたと考えられる。暗い斜面の筋は以前から見られており、その説明のために多くのアイデアが提案されてきた。今回の研究により、この謎がついに解明されたのかもしれない。^{[35] [36] [37]}

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  画像は隕石の爆風によって形成されたクレーター群と曲線を示しています。隕石は爆風を引き起こし、急斜面で砂塵雪崩を引き起こしました。画像はHiRISEより。
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、暗い斜面の筋があるメサ
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  明暗の境界に沿った前の画像のクローズアップ。画像中央の暗い線は、曲線の明るい部分と暗い部分の境界を示しています。緑の矢印は尾根の高い部分を示しています。隕石衝突による空気の衝撃を感じて、緩んだ塵が急斜面を下って移動しました。画像は HiRISE から取得しました。

流体が丘のような地形のそばを移動すると、流線型になります。多くの場合、流水がその形状を作り、その後溶岩流がその地域に広がります。下の写真では、これが起こっています。

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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた流線型の形状と溶岩の筏の広域画像
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  HiWish プログラムで HiRISE が見た、層を示す以前の画像の拡大図
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した以前の画像からの溶岩ラフトの拡大図
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  HiRISE が撮影した、マルテ渓谷の流線型の島。画像をクリックすると、暗い斜面の筋がよく見えます。島はペティット クレーターの西側にあります。スケール バーの長さは 500 メートルです。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる、層を示す流線型の形状
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる、合理化された形状とレイヤー
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる合理化された機能

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火星の多くの場所で、岩石が層状に並んでいるのが見られます。岩石はさまざまな方法で層を形成できます。火山、風、または水が層を形成することがあります。^{[38]多くの火星の例を含む層構造の詳細な説明は、火星の堆積性地質学で見つけることができます。 [39]} 層は異なる色をしている場合もあります。火星の明るい色調の岩石は、硫酸塩などの水和鉱物と関連付けられています。火星探査車 オポチュニティは、いくつかの機器を使用してそのような層を詳細に調査しました。いくつかの層は、粉塵に砕け散るように見えるため、おそらく細かい粒子でできています。他の層は大きな岩に砕け散るため、おそらくはるかに硬いです。火山岩である玄武岩は、岩を形成する層にあると考えられています。火星の多くの場所で玄武岩が確認されています。軌道上の宇宙船の機器は、いくつかの層で粘土（フィロケイ酸塩とも呼ばれる）を検出しました。

火星の多くの例における地層の詳細な議論は『火星の堆積地質学』で見ることができる。^[39]

地層は地下水の作用によって固まることがあります。火星の地下水はおそらく数百キロメートルも移動し、その過程で通過した岩石から多くの鉱物を溶かしました。堆積物を含む低地で地下水が表面化すると、水は薄い大気中で蒸発し、堆積物やセメント剤として鉱物を残します。その結果、塵の層は互いにセメントで固められたため、その後簡単に浸食されることはありません。

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  HiWish プログラムの HiRISE で見た、層の広い視野
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た層のクローズアップ画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、層が見える断崖の広角画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、前の画像の層のクローズアップ画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で観測された谷間の層と暗い斜面の縞模様
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た、層の広い視野
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た層と暗い斜面の縞模様
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた層状のメサ

砂塵旋風の跡はとても美しい。これは巨大な砂塵旋風が火星の表面から明るい色の塵を吹き飛ばし、暗い層を露出させることによって生じる。火星の砂塵旋風は地上からも軌道上からも撮影されている。砂塵旋風は火星の2台の探査車の太陽電池パネルから塵を吹き飛ばし、その耐用年数を大幅に延ばした。^[40]跡のパターンは数ヶ月ごとに変化することが分かっている。^[41]高解像度ステレオカメラ（HRSC）と火星探査機カメラ（MOC） のデータを組み合わせた研究によると、火星の大きな砂塵旋風の中には直径が700メートル（2,300フィート）にも達し、少なくとも26分間続くものもあることが分かった。^[42]

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  火星の砂塵旋風-アマゾニス平原(2001 年 4 月 10 日) (また) (ビデオ (02:19))。
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  アマゾニス地方の丘陵地帯に発生した砂嵐

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  アマゾニス四角形の地図
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  HiWish プログラムの HiRISE が見た、メドゥーサエ フォッサエ層のヤルダン
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  HiRISE から見たTartarus Collesチャネル。スケール バーは 500 メートルです。画像をクリックするとチャネルにかかる橋が見えます。
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  HiRISE から見たオリンポス山の断崖。スケール バーの長さは 500 メートルです。
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  HiRISE が捉えた亀裂からの水路。亀裂から水が流れ出して水路ができたと考えられます。元の画像を拡大すると、水路がいくらかよく見えます。
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  HiWish プログラムの HiRISE によって撮影された、フレグラ・ドルサ地域の逆転した河川の可能性のある部分。尾根はおそらくかつては河川の谷だったが、堆積物で固まり、周囲の物質を削り取った侵食に対して強化されたと考えられる。

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  傾いたブロック まるで地面の下から何かが押し上げられたかのようです。
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた、障害物の影響を受けた溶岩流。矢印は流れを変えている 2 つの障害物を示しています。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した溶岩ローブの眺め。四角はフットボール競技場の大きさを示しています。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した溶岩ローブのクローズアップ画像。四角形はフットボール競技場の大きさを示しています。

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