デュテロニルス・メンサエ

デウトロニウス・メンサエ

プロトニルスとデウテロニルス メンサエと他の近隣地域との関係を示す地図。色は高度を示します。
座標	北緯43°54′ 西経337°24′ / 北緯43.9° 西経337.4° / 43.9; -337.4

デウテロニラス・メンサエは、火星にある直径937kmの領域で、中心は北緯43°54′ 西経337°24′ / 北緯43.9° 西経337.4° / 43.9; -337.4です。西経344°–325°、北緯40°–48°に及びます。^{[1]デウテロニラス地域は}アラビア大陸のすぐ北にあり、イスメニウス湖四角形に含まれています。古く、クレーターが密集した南部高地と北半球の低地との二分境界に沿っています。この地域には、過去のある時期に氷河によって形成されたと思われる、頂上が平らでこぶのある地形があります。デウテロニラス・メンサエは、プロトニルス・メンサエとイスメニアエ・フォッサエのすぐ西にあります。^{[2] [3]}氷河は現代でもこの地域に存在しており、少なくとも1つの氷河は10万年から1万年前に形成されたと推定されています。^[4]火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターのレーダーによる最近の証拠は、デウテロニラス・メンサエの一部に確かに氷が含まれていることを示しています。^{[5] [6] [7]}

現在では、火星の軌道の傾きが現在とは大きく異なっていた時代に、火星の多くの地域、特にデウテロニラス・メンサエに氷が蓄積されたと広く信じられています (火星の軸にはかなりの「揺れ」があり、つまりその角度は時間とともに変化します)。^{[8] [9] [10]}数百万年前、火星の軸の傾きは現在の 25 度ではなく 45 度でした。傾斜角とも呼ばれる火星の傾きは、地球の比較的大きな月のように、2 つの小さな衛星がそれを安定させることができないため、大きく変化します。

火星の多くの地形、特にデウテロニラス・メンサエには、大量の氷が含まれていると考えられています。氷の起源に関する最も一般的なモデルは、惑星の自転軸の傾きの大きな変化による気候変動です。時には、傾きが80度を超えることさえありました^{[11] [12]}大きな傾きの変化は、火星の多くの氷の多い地形を説明しています。

研究によると、火星の傾斜が現在の 25 度から 45 度に達すると、氷は極で安定しなくなることが示されています。^[13]さらに、この高い傾斜では、固体二酸化炭素 (ドライアイス) の貯蔵庫が昇華し、それによって大気圧が上昇します。この上昇した圧力により、より多くの塵が大気中に保持されるようになります。大気中の水分は、雪または塵の粒子に凍った氷として降り注ぎます。計算によると、この物質は中緯度に集中します。^{[14] [15]}火星大気の一般循環モデルは、氷を多く含む地形が見られるのと同じ領域に氷を多く含む塵が蓄積すると予測しています。^[12] 傾斜が低い値に戻り始めると、氷は昇華し (直接ガスに変化し)、塵のラグを残します。^{[16] [17]}ラグ堆積物は下にある物質を覆っているため、高い傾斜レベルの各サイクルで、いくらかの氷を多く含むマントルが残ります。^[18]滑らかな表面のマントル層は、おそらく比較的最近の物質のみを表していることに注意してください。

火星のいくつかの地域では、多角形の模様のある地面がかなり一般的です。 ^{[19] [20] [21] [22] [23] [24] [25]}これは地面からの氷の昇華によって引き起こされると一般的に考えられています。 昇華とは、固体の氷が直接気体に変化することです。これは、地球上のドライアイスに起こることと似ています。火星で多角形の地面が現れる場所は、将来の入植者が水氷を見つけることができる場所を示している可能性があります。模様のある地面は、気候が異なっていたときに空から落ちてきた緯度依存マントルと呼ばれるマントル層で形成されます。 ^{[26] [27] [28] [29]}

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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた高中心多角形。画像は、デウテロニルス メンサエのデブリ エプロンの上部です。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる、スケール付きの高い中心ポリゴンのフィールドのクローズアップ。注: 黒いボックスはフットボール競技場のサイズです。
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  HiWish プログラムで HiRISE が観測した高中心ポリゴンのクローズアップ。注: 黒いボックスはフットボール競技場と同じ大きさです。
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  HiWish プログラムの HiRISE で観測された高中心ポリゴンのクローズアップ。このビューではポリゴン間の谷が簡単に確認できます。
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  HiWish プログラムで HiRISE が観測した高中心多角形

火星の中緯度では、上部平原ユニットと呼ばれる厚さ50～100メートルのマントルの残骸が発見されている。最初に調査されたのはデウテロニラス・メンサエ地域だが、他の場所でも発見されている。残骸はクレーター内や台地に沿った傾斜層群で構成されている。 ^[30]傾斜層群は様々な大きさや形をしており、中央アメリカのアステカのピラミッドに似たものもある。

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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる、小さな浸漬層の集合

このユニットはブレイン テレインにも分解されます。ブレイン テレインは、高さ 3 ～ 5 メートルの迷路のような尾根の領域です。尾根の中には氷床コアで構成されているものもあり、将来の入植者にとって水源となる可能性があります。

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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる階層構造と脳地形。上部平原ユニットは脳地形に変化することが多い。

上部平原ユニットの一部の領域には、縁が盛り上がった大きな亀裂や谷が見られます。このような領域は、リブ付き上部平原と呼ばれます。亀裂は、応力による小さな亀裂から始まったと考えられています。リブ付き上部平原は、デブリエプロンが集まるときやデブリエプロンの端に近づくときによく見られるため、応力が亀裂プロセスを開始したと考えられます。このような場所では圧縮応力が発生します。亀裂によって露出した表面が増え、その結果、物質内のより多くの氷が惑星の薄い大気に昇華します。最終的に、小さな亀裂が大きな峡谷または谷になります。

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  よく発達したリブのある上部平原の物質。これらは小さな亀裂から始まり、亀裂の表面から氷が昇華するにつれて拡大します。写真は HiWish プログラムで HiRISE を使用して撮影されました。
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られる傾斜層。また、リブ付き上部平原の物質が写真の右上に見えます。これは上部平原ユニットから形成され、次にブレイン テレインに侵食されています。
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  応力亀裂と昇華（氷が直接ガスに変化）によって拡大した大きな亀裂の様子。これはリブ状地形の始まりである可能性があります。
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  応力亀裂からリブ地形への進化 - HiWish プログラムの HiRISE で見られるように、左側の亀裂は最終的に拡大し、写真の右側に向かってリブ地形になります。
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  コロラド州レッドロックス公園の地層構造。火星のものとは起源は異なりますが、形状は似ています。レッドロックス地域の特徴は、山の隆起によって生じました。

小さな亀裂には小さな穴や穴の連鎖が含まれることが多く、これらは地中の氷の昇華（相転移）によるものと考えられています。 ^{[31] [32]} 火星の表面の大部分は、数メートルの厚さの塵やその他の物質の層で保護された氷で覆われています。しかし、亀裂が現れると、新鮮な表面が氷を薄い大気にさらします。^{[33] [34]}短期間で、氷は昇華（相転移）と呼ばれるプロセスで冷たく薄い大気中に消えていきます 。ドライアイスは地球上でも同様の挙動を示します。火星では、フェニックス着陸船が数日で消えた氷の塊を発見したときに昇華が観測されました。^{[35] [36]}さらに、HiRISEは底に氷がある新鮮なクレーターを観測しました。しばらくすると、HiRISEは氷の堆積物が消えるのを観測しました。^[37]

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  拡大された「ドードー・ゴルディロックス」海溝にあったサイコロ大の明るい物質の塊は4日間で消えた。これは、それらが露出後に昇華した氷で構成されていたことを示唆している。^[36]
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  氷の昇華を示す写真のカラーバージョン。画像の右上の挿入図では、溝の左下隅が拡大されている。

上部平原ユニットは空から落ちてきたと考えられている。まるで均等に落ちてきたかのように、さまざまな表面を覆っている。他のマントル堆積物と同様に、上部平原ユニットは層状で、細粒で、氷に富んでいる。広範囲に広がっており、点源があるようには見えない。火星の一部の地域の表面の外観は、このユニットの劣化によるものである。これは、ローブ状のデブリエプロンの表面外観の主な原因である。^[32] 上部平原マントルユニットと他のマントルユニットの層状化は、惑星の気候の大きな変化によって引き起こされたと考えられている。モデルは、地質学的時間の経過とともに、自転軸の傾斜または傾きが現在の25度からおそらく80度以上に変化したと予測している。傾斜が大きい期間は、極冠の氷が再分配され、大気中の塵の量を変える。^{[38] [39] [40]}

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  Deuteronilus Mensae 2005 年 3 月 14 日
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  マーズ・グローバル・サーベイヤーが見たデュテロニルス・メンサエ。
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  THEMIS が捉えた、堆積物の移動を示唆する Deuteronilus Mensae の尾根。
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  THEMISが捉えた、Deuteronilus Mensaeのクレーターの壁にある小さな谷。

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  デュテロニラス・メンサエとイスメニウス湖の四角形の凹凸地形。平らな谷底と崖が見える。マーズ・グローバル・サーベイヤーの火星探査カメラ (MOC) で撮影された写真。
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  崖が見える左の写真の拡大図。マーズ・グローバル・サーベイヤー（MGS）の高解像度カメラで撮影された写真。
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  次の 2 つの画像の位置を示す Deuteronilus Mensae の CTX コンテキスト画像。
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  HiWish プログラムの下、HiRISE によって観察された Deuteronilus Mensae の侵食された地形。
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  HiWish プログラムの下で HiRISE が撮影した、Deuteronilus Mensae の侵食された地形の別の図。
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  次の 2 つの HiRISE 画像の位置を示す CTX コンテキスト画像。位置はIsmenius Lacus 四角形です。
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  HiWish プログラムによる HiRISE で撮影された、デウテロニルス メンサエの丘の上にある過去の氷河の端にある可能性のあるモレーン。この画像の場所は、前の画像の A とラベル付けされたボックスです。
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  HiWish プログラムで HiRISE が捉えた、Deuteronilus Mensae の丘の周囲の複雑な表面。この画像の場所は、上の CTX 画像で B とラベル付けされた黒いボックス内です。
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  HiWish プログラムの下で HiRISE によって観察された Deuteronilus Mensae の空洞地形。
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  HiWish プログラムの HiRISE で観測された、同心円状の亀裂の大きなグループ。

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ウィキメディア・コモンズには、 Deuteronilus Mensaeに関連するメディアがあります。

• マーズ・エクスプレスから見た火星のデウテロニルス・メンサエ
• HiRISEの Deuteronilus Mensae の断崖
• ジェフリー・プラウト – 地下氷 – 第 21 回国際火星協会年次大会