シェイクスピア広場

シェイクスピア四角形は、経度 90 度から 180 度、緯度 20 度から 70 度にわたる 水星の領域です。カドゥケアータとも呼ばれます。

ボレアリス四角形はシェイクスピア四角形の北にあります。西にはラディトラディ四角形、東にはビクトリア四角形があります。南西にはトルストイ四角形、南東にはベートーベン四角形があります。

メッセンジャーによる画像以前は、水星を撮影した唯一の宇宙船の画像は、1974年から1975年にかけて水星を3回通過したマリナー10号宇宙船によって撮影されたものであった（Murray他、1974a,b；Strom他、1975a）。 ^[1]シェイクスピア四角形の地質図に使用された画像のほとんどは、赤道付近の最初の通過時に、水星に接近遭遇または水星の暗黒面を撮影したものである。2回目の南極通過では、シェイクスピア四角形を高解像度で撮影することはできなかった。四角形内の小さな領域の高解像度画像は、探査機が接近遭遇の北極軌道に乗っていた3回目の通過でも取得された。探査機は1回目と2回目の通過で同じ領域を異なる位置から観測したため、南半球の特定の領域では立体画像が利用可能であるが、シェイクスピア四角形についてはそのような画像は利用できない。マリナー 10 のすべての通過は、同様の照明条件下で行われました。シェークスピア四角形全体にわたって、これらの条件は、西境界近くの境界での弱い光から東境界でのより高い太陽まで変化しました。その結果、照明条件は西側では細かい地形の起伏を判断するのに有利でしたが、東に向かうにつれて次第に不利になりました。逆に、東部で目立つ明るいクレーター光線などのアルベド特性は、境界に向かって西に向かうにつれて次第に認識が難しくなります。四角形全体の照明条件の範囲がこのように異なるため、地質図の作成に一貫性がありません。これは、地形、アルベド、および表面テクスチャが、個々の物質単位を特徴付ける上で非常に重要だからです。最初の通過で使用された写真の平均解像度は、1 km 強です。

メッセンジャー探査機は、マリナー10号よりもはるかに詳細に水星の四分円のすべてを地図に描きました。たとえば、新しいクレーターであるドガは非常に高解像度で撮影され、ト・ゴック・ヴァン、スカルラッティ、ジブランの各クレーター内の火山の噴出口と思われる場所も撮影されました。

シェークスピア四角形の主な特徴は、直径 1,300 km のカロリス盆地である。この衝突盆地は、マリナー 10 号によって観測された水星の半球上で最大かつ最もよく保存されている。盆地の東半分のほぼ全体がラディトラディ四角形内にあり、西半分はマリナー 10 号のすべての通過時に水星の夜側半球にあり、南半分の一部は隣接するトルストイ四角形内にある (Schaber および McCauley、1980)。カロリスの周囲は、カロリス グループと呼ばれる噴出物堆積物の不連続な環状領域である。カロリスの噴出物は湾状になっており、平野部に部分的に覆われている。平野部はほとんどがほぼ円形に近い大きな窪地にあり、その一部は古代の劣化した盆地である可能性がある。この平原物質は、古いクレーターの底や、不規則な地形の小さな低地にも存在します。

シェークスピア四角形の東部は、主にクレーター地形とクレーター間平原で構成されています。地図に示された地域全体に、他のユニットに重なった新しいクレーターが散在しています。東部では、大きな新しいクレーターがよく発達した明るい光線を示しています。

四角形の中で最も古いと認識できる単位は、クレーター間平原物質である。これらの平原は、もともと Trask と Guest ^[2]によってクレーター間平原として記述された。この単位は、大きなクレーター間の領域で起伏のある丘陵平原として表面表現され、主に地図上の領域の東部に露出している。単位の表面はクレーターで点在し、その多くは小さく (直径約 5 ～ 10 km)、楕円形で浅い。これらは、その形状から、より大きなクレーターや盆地に関連する二次クレーターであると推測される。Trask と Guest ^{[2]は、これらの平原の表面は、クレーターが重ね合わされた水星の原始的な表面を表していると結論付けた。}月と比較してこの表面の広い範囲は、水星の比較的高い重力によって引き起こされる、個々のクレーターの周りの噴出物の分布が制限されていることを反映していると考えられた。^[3]この高い重力のため、かなりの領域がクレーターや盆地からの噴出物の影響を受けなかった。しかし、マリン^[4]とゲストとオドネル(1977)は、一部の領域ではクレーター間平原が高度に劣化したクレーターの上にあることを示しており、この関係は、クレーター間平原が水星の歴史の特定の時期に形成され、クレーター形成はそれらの形成の前後に起こったか、あるいは、クレーター間平原がクレーター形成の歴史を通じて継続的なプロセスによって形成されたことを示唆している。

四辺形のいくつかの部分、特に平滑平原物質の広大な広がりの縁には、より滑らかで起伏の少ない、より低いクレーター密度の平原の単位がある。Schaber と McCauley (1980) に従い、この単位は中間平原物質と呼ばれる。これはクレーター間平原と平滑平原の両方に段階的に分かれるため、正確に地図に描くことは難しい。また、その認識は、特に経度 120° の東側で地図に描かれた領域全体にわたって変化する照明条件に依存する。この単位の存在は、平原形成プロセスが水星の初期の地質学史の大部分に及び、クレーター形成のピーク後も長く続いたことを示唆している。ソブコウ平原の南部では、中間平原は隣接する平原よりもアルベドが低い。場所によっては、中間平原は、より新しい平滑平原物質によって部分的に浸水したクレーター間平原の領域を単に表している可能性がある。

線状平原物質は、長さが300kmにも及ぶ丘陵と谷の線で構成された地形を形成するものとしてトラスクとゲスト^{[2]によって認識された。このユニットは、古い大きなクレーターとクレーター間平原を変化させた。その特徴は、月の}インブリウム彫刻（ギルバート1893）や月のネクタリス盆地の放射状の丘陵と谷（スチュアート・アレクサンダー、1971）の特徴に似ている。線状構造は、インブリウム盆地から低角度で発射された発射体による掘削の結果として生じたインブリウム彫刻と同様の方法で形成されたと思われるが、水銀の谷のいくつかは断層運動の結果である可能性がある。シェイクスピア四角形の線状物質のほとんどは、北緯 28 度、西経 158 度を中心とするオーディン平原とブッダ平原の間にある古代の盆地の準放射状であるように見えます。ただし、最北端の露出部分を除いて、このユニットの表面はオーディン層の相で覆われています。

丘陵平原物質は、低く丸みを帯びた密集した丘陵で構成され、重なり合うクレーターは比較的少ない。丘陵の大きさは幅1～2kmで、高さは100～200mと推定された。トラスクとゲスト^[2]は、このユニットを初めて認識し、丘陵地形と名付けた。丘陵物質の主な地域は、カロリス噴出物の外側のほぼ同心円状の帯状に分布している。このユニットはカロリスと関連している可能性があるが、地理的分布以外に裏付けとなる証拠はない。いくつかの場所では、接触関係から丘陵平原物質が中間平原物質よりも古い可能性があることが示唆されている。また、丘陵物質のパッチは、照明条件により認識できない図枠の東部のクレーター間平原物質と関連している可能性がある。

カロリス盆地に関連する岩石単位は、水星の地層学にとって特に重要です。月の歴史は、広範囲に噴出物をもたらした一連の大きな衝突によって区切られていたことが実証されています。これらの衝突盆地に関連する岩石単位は、月の地層列を一連の明確な時間単位に分割するために使用されました(Shoemaker と Hackman、1962 年、McCauley、1967 年、Wilhelms、1972 年)。これらの関係は、インブリウム盆地 (Wilhelms と McCauley、1971 年) とオリエンタル盆地 (Scott 他、1977 年) で特に明確です。

認識可能な噴出物単位は、カロリス盆地から盆地の直径まで広がっています。これらの単位は、月で盆地噴出物が使用されたのとほぼ同じ方法で、水銀の地層柱を分割するために使用できます。カロリス盆地とオリエンタル盆地の地層と構造の比較は、McCauley (1977) によって行われました。

シェークスピア四角形では、ファン・エイク層の線状の相のみが認められるが、南側のトルストイ四角形では、線状の相と二次的なクレーター相の両方が地図化されている (Schaber and McCauley、1980 年、McCauley 他、1981 年)。

カロリス盆地の底を形成する平原物質はカロリス群には含まれておらず、平滑な平原とは別に地図化されている。多くの点で、カロリス底の平原は平滑な平原と似ているが、多数の尾根と溝に座屈して断裂しており、それらが交差して全体的に多角形のパターンを形成している点が異なる。これらの特徴の主な傾向は、カロリスの中心に対して同心円状および放射状である。測光的証拠に基づき、Hapke ら (1975) は、盆地底の中央部分は外縁よりも 7±3 km 低い可能性があると示唆した。Strom ら^[5]は、尾根は底の沈下によって生じた圧縮応力によって形成され、断裂はその後の盆地中央の隆起によって生じ、地殻の伸長と観察された断裂パターンをもたらしたと主張した。物質自体の起源は疑わしい。これは、盆地形成直後に堆積した火山物質のシートで構成されている可能性があり、あるいは、カロリス事件によって溶融物として、または衝突プロセスの一環としてクレーターの底に上昇したプラスチック物質のプラグの上部として形成された物質である可能性があります。この物質の起源が何であれ、それが発掘されたクレーターの元の底を覆っていることは明らかです。

平滑平原の物質は、基本的に水星表面の窪地の底にある平坦な地域を形成します。この図法で最も広いそのような地域は、ソブコウ平原とブド平原です。平滑平原の物質の表面は比較的まばらにクレーターがあり、重なり合い関係から、これらの平原ユニットはクレーター間平原や中間平原よりも新しいことがわかります。平滑平原は、カロリス グループの湾入ユニットでもあります。窪地や古いクレーター底には、より小さな平滑平原のパッチが発生します。多くの地域、特にカロリス盆地に近い地域では、月のような海の尾根が見られ、そのためうねった外観になっています。平滑平原とオーディン層の境界は、高解像度の場合を除いて、どこでもはっきりしているわけではありません。シェークスピア図法では、オーディン層に特徴的な小さな丘の明確な証拠がない場合にのみ、平滑平原がマッピングされています。

滑らかな平原の起源の解釈は難しいが、水星の内部構造と熱履歴に直接関係しているため重要である。月の海と同様に、滑らかな平原は大きなクレーターと盆地の底に発生し、カロリス周辺の平原の広い帯は、月の雨雲周辺の嵐の大洋に類似している。しかし、カロリス平原は、月の海にまばらに散在するような正起伏の火山性地形が観測されない点で海と異なる。滑らかな平原と古い地形の間に鋭いアルベドの差がないことは (Hapke 他、1975)、月の海と高地の間にはアルベドの明確な差があるのに比べ、岩石の起源よりも組成を示しているのかもしれない。分布と量に基づき、ストロムら^[5]は、ほとんどの地域で平滑平原は月の海に似た塩基性溶岩の広大な層で構成されていると主張した。変形した衝突クレーターを研究しているシュルツ (1977) も火山活動を支持した。一方、ウィルヘルムズ^[6]は、月の光平原が水星の平滑平原の類似物として機能する可能性もあると指摘した。アポロ 16 号のサンプルは、月の光平原が大規模な衝突イベントによって形成されたと解釈される破砕性角礫岩と衝突溶融物で構成されていることを示しています (James、1977)。そのため、ウィルヘルムズ^[6]は、水星の平滑平原は、溶岩ではなく角礫岩と衝突溶融物として、カロリス衝突に直接関連している可能性があると提案しました。しかし、月面の明るい平原は、カロリスの周囲の平原ほど発達したり広大になったりしている場所はなく、ウィルヘルムズの説明が正しければ、月と水星の大きな衝突イベントの間にはかなりの違いがあるはずです。おそらく、滑らかな平原の大部分は火山起源ですが、一部の地域では衝突による溶融起源である可能性があります。

水星の非常に滑らかな平原は、トラスクとゲストによって滑らかな平原ユニットに含められました。^[2]ここでは、非常に滑らかな平原の物質が滑らかな平原の物質よりも明らかに新しいため、地質単位は別々にマッピングされています。特徴がなく、分解可能な重なり合ったクレーターがない非常に滑らかな平原ユニットは、クレーターの底に落ちた噴出物である可能性があります。ただし、すべてのクレーターにこの物質が含まれているわけではありません。いくつかのクレーターの底は、コペルニクスやアリスタルコスなどの若い月のクレーターの底の物質に類似しているため、クレーター底の物質としてマッピングされた凸凹した表面を持つ物質で覆われています。もう1つの可能性は、非常に滑らかな平原が火山性であるというものです。

水星のクレーターは、明るい放射線状の鮮明な特徴を持つクレーターから、ほぼ完全に消滅し、クレーターが密集した丘の控えめなリングのみで構成されるクレーターまで、さまざまな保存状態を示しています。月と同様に、主な浸食プロセスは衝突である可能性が高いため、新しいクレーターは時間の経過とともに体系的に劣化します。したがって、同様の保存状態を示す同様のサイズのクレーターは、ほぼ同じ年齢であると考えられます。クレーターは、劣化状態に基づいて5つの分類に従ってマップされます (McCauley and others, 1981)。クレーターの年齢を定義するために使用される要素は、放射線状クレーター、二次クレーター、噴出物相、中央のピークとリング、縁の形状、および内部テラスです。クレーターが古くなるにつれて、重なり合うクレーターの数が増加し、各形態要素がより控えめになります。火山活動によってクレーターの一部が埋もれたり破壊されたりした場合でも、残った縁が保存されていることから、クレーターの年代を特定できる可能性があります。この四角形と隣接するトルストイ四角形の地図作成 (Schaber および McCauley、1980) に基づくと、カロリス衝突は c3 後期に発生したと考えられます (McCauley 他、1981)。

前述の水星のクレーター年代測定法の問題点は、二次クレーターが主クレーターの近くに発生し、比較的広範囲に分布する月よりも密集していることです。その結果、新しいクレーターに隣接する古いクレーターは、新しいクレーターからの二次クレーターの激しい衝撃によって大きく劣化し、実際よりもずっと古く見えるようになります。

ゴーストクレーターは、彗星平原に見られる珍しい形状です。クレーターは埋もれていて、側面は丸みを帯びており、クレーターの縁の頂上だけが周囲の滑らかな平原より上に突き出ています。そのため、これらのクレーターに特定の年代を割り当てることはできません。1 世紀後半から 3 世紀後半までのどの年代のものである可能性があります。

四角形の中で最も目立つ構造要素は、カロリス盆地内部の放射状および同心円状の尾根と亀裂、およびカロリスのすぐ外側のオーディン層と滑らかな平原部に発達した尾根である。^[7]オドネルとトーマス（私信、1979）は、カロリス外部の特徴の方向に基づいて、これらの尾根と断崖は、カロリス衝突によって開始された水銀リソスフェア内の既存の放射状および同心円状の断裂パターンにほぼ従っており、月のインブリウム周辺のものと特徴が似ていると示唆している（メイソン他、1976年）。カロリス自体は、単一の山脈と弱い外側の断崖からなる。この四角形には、古いクレーター間平原を切り裂くヘームスケルク断崖など、いくつかの曲がりくねった断崖もある。このタイプの断崖は、ストロムら^[5]によって、水銀地殻の歴史の初期における全体的な短縮によって生じた圧縮逆断層であると考えられています。

地表に露出している物質によって証明されているシェイクスピア四角形の歴史は、クレーター間平原物質と、これらの平原よりも古い、あるいは新しい衝突クレーターの形成から始まる。いくつかの c1 および c2 クレーターは、クレーター間平原に重なっていた。中間平原物質と線状平原ユニットは、c3 年代のクレーターのほとんどと同様に、クレーター間平原の上に置かれた。その後、大規模な小惑星衝突が起こり、カロリス盆地が形成され、盆地の周囲にカロリス群の岩石が置かれた。カロリスよりも古い表面と新しい表面のクレーター群を比較すると、カロリス衝突の時点で、直径 30 km 未満のクレーター群は、カロリス以前の地形から消滅したことが示唆される (Guest and Gault、1976)。ゴルトら (1976) は、より小さなクレーターはカロリス・イベントと、ほぼ同時期に惑星上の他の場所で起こった他の盆地形成イベントによって破壊されたと示唆した。

その後、滑らかな平原の物質が堆積した。カロリス事件の後、そして滑らかな平原の一部が形成された後に、いくつかの c3 クレーターが形成された。滑らかな平原ユニットとすべての古い堆積物の上には、c4 年代のクレーターが重なり、その中に非常に滑らかな平原の物質 (ユニット pvs) が堆積した。月との類似性から、水星の歴史で記録された出来事のほとんどは、惑星の誕生後最初の 1.5 億年の間に起こったことが示唆される。この四角形内の最も古い主要な岩石ユニットは、おそらく少なくとも 2 億から 3 億年前のものである。水星の地質学的な歴史は、ゲストとオドネル (1977)、デイビスら^[1]、ストロム^{[7]によってまとめられている。}

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