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火星の鉱物学とは、火星の表面を覆う岩石と土壌の化学組成のことです。さまざまな軌道船が分光法を使用して、いくつかの鉱物の特徴を特定しました。惑星着陸船は岩石の土壌の具体的な化学分析を行い、他の鉱物の存在をさらに特定して確認しました。地球上にある火星の岩石の唯一のサンプルは、隕石の形態です。これらの基本部分からどのような鉱物が形成されるかを知るには、元素と大気の組成、および惑星の状態が不可欠です。
鉱物組成
火星の表面の地質は、地球の玄武岩と安山岩の中間に位置します。このため、地球で見られる鉱物と似た鉱物が形成されました。酸化鉄が存在するため、表面は赤い惑星である火星を連想させる「さび」色をしています。過塩素酸塩が高濃度に存在すると、塩分濃度の高い土壌が形成され、液体の水が生成される可能性があります。[1]火星の岩石が炭酸塩鉱物や層状珪酸塩鉱物に化学的に変化したのは、火星の歴史の初期、水が大量に存在していたときです。[2] 軌道上の機器と着陸機は、新しい鉱物を特定しただけでなく、場合によっては他の機器で検出された鉱物の存在を確認しました。
- フィロケイ酸塩
- カオリナイト( Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 }
- モンモリロナイト( (Na,Ca) 0.33 (Al,Mg) 2 (Si 4 O 10 )(OH) 2・n H 2 O )
- マイカ（X
2はい
4～6歳ず
8お
20(OH、F)
4） - 蛇紋石( (Mg,Fe) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 )
- 珪長質鉱物
- 塩
- 石膏（CaSO 4 ·2H 2 O）
- 過塩素酸塩（ClO 4−）
- 炭酸塩（Caが豊富）
- 硫酸塩（Ca/Mgが豊富）
- ジャロサイト( KFe (III) 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 )
- その他不明
- 塩基性鉱物
- オリビン( Mg, Fe) 2 SiO 4 )
- 輝石( XY(Si,Al) 2 O 6 )
- オージャイト( (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) 2 O 6 )
- ピジョン石( (Ca,Mg,Fe)(Mg,Fe)Si 2 O 6 )
- 単斜輝石
- 鉄酸化物
軌道計器
火星に送られた軌道船は、主に分光法を通じて表面の地質に関するデータを提供した。このデータは、表面に存在する可能性のある鉱物を特定し、それらの鉱物を絞り込むために着陸船に必要な機器の種類を決定するために使用される。
マーズ・グローバル・サーベイヤー
1996年に打ち上げられたこの探査機は、火星探査機カメラ（MOC）、火星軌道レーザー高度計、熱放射分光計を使用して、火星表面の層構造、表面の氷の存在、鉱物ヘマタイトを映し出しました。表面の氷の存在は、火星に特定の含水鉱物が存在する理由を理解する上で不可欠です。
火星オデッセイ
2001 年に打ち上げられたこの探査機には複数の機器が搭載されていましたが、鉱物を観察するために設計されたのは熱放射画像システムだけでした。これにより、石英、オリビン、ヘマタイトの存在を検出することができました。
マーズ・エクスプレス
2003年に打ち上げられた可視赤外線鉱物マッピング分光計（OMEGA）は、モンモリロナイトと局所的なフィロケイ酸塩鉱物を観測しました。[2]
火星探査機
2005年に打ち上げられたこの探査機は複数の機器を搭載しており、鉱物学的にはオリビン、雲母、輝石などの塩基性鉱物とカオリナイトなどのスメクタイト粘土が主成分であることがわかった。HiRISEはフェニックス着陸船の着陸地点の決定に使用された。CTX （カメラ）とCRISM機器を使用して、フィロケイ酸塩鉱物、炭酸塩鉱物、酸化物を発見することができた。SHARADは炭酸塩ダスト層の検出に使用された。[3]
ランダーズ
これまで、惑星科学者が火星表面で実験を行うために使用してきた唯一の方法は、探査機を送ることだった。成功したミッションは、火星の土壌と岩石の組成を直接観察する実験を行うことができた。それらは、鉱物の観察を検証するための鍵となるが、現在のところは表面の最上部に限られている。
火星探査機
火星探査ローバーミッション
2003年に打ち上げられたこの探査機には、スピリット探査車とオポチュニティ探査車という2台の別々の探査車が搭載されていました。
スピリットの機器の1つであるメスバウアー分光計（MIMOS II）は、火星の鉄含有鉱物を観察するために設計されました。この分光計は、火星に赤い色を与える多くの特定の鉄酸化物の存在を判定する役割を果たしています。[4]
オポチュニティはミニTES を使用して、カルシウムとマグネシウムを豊富に含む硫酸塩鉱物の存在を検出することができました。また、長石、ジャロサイト、ピジョン石、単斜輝石、マスケリナイトも発見され、周回機や他の探査車によって発見された鉱物の存在も検出されました。[5]
フェニックス着陸船
極地への着陸で最も有名なのは、MECA（顕微鏡、電気化学、伝導率分析装置）機器群の一部であるWCL（湿式化学実験室）を搭載していることだ。これは過塩素酸塩やマグネシウム、ナトリウム、カルシウム、カリウムなどのさまざまな陽イオンを識別する役割を担っている。TEGAとともに、炭酸カルシウムと微量のメタンの存在を示した。MECAの分析限界のため、フェニックスはオポチュニティが検出した硫黄系鉱物を特定できなかった。[6]
参照
- 火星の炭酸塩 – 火星の炭酸塩の存在の概要
- 火星の塩化物を含む堆積物
- 火星の構成 – 火星の地質学の分野
- 火星の地理 – 火星の地域の描写と特徴
- 火星の岩石リスト – 火星で発見された名前の付いた岩石と隕石のアルファベット順リスト
- 火星の土壌 – 火星の表面で発見された微細なレゴリス
- 火星の鉱石資源 – 将来の入植者にとって役立つ可能性のある火星の鉱床
参考文献
- ^ Head, JW, Marchant, DR, Kreslavsky, MA, 2008, 火星の溝の形成: 最近の気候履歴と断熱微小環境との関連が表面水の流れの起源を示唆: PNAS, vol. 105, p. 13258-13263
- ^ ab Mustard, JF, Pelkey, SM, Ehlmann, BL, Roach, L., et al., 2008, Mars Reconnaissance Orbiter CRISM 計測器によって観測された火星の水和ケイ酸塩鉱物: Nature, Vol. 454, p. 305-309.
- ^ Byrne, S.、2009、「火星の極地堆積物：年次レビュー地球惑星科学」第37巻、p.535-560。
- ^ モリス、RV、他、2004年、「スピリットローバーのメスバウアー分光計によるグセフクレーターの鉱物学：サイエンス、第305巻、p.833」
- ^ Christensen, PR, et al., 2004, オポチュニティローバーのミニTES実験によるメリディアニ平原の鉱物学：サイエンス、第306巻、1733ページ
- ^ Goetz, W., 2010, 火星のフェニックス: アメリカン・サイエンティスト、第98巻、p. 40-47
