シルティス・マヨール四角形

シルティス・マジョール四角形

火星探査機レーザー高度計 (MOLA) データによるシルティス マジョール四角形の地図。最高標高は赤、最低標高は青で示されています。
座標	15°00′N 292°30′W / 15°N 292.5°W / 15; -292.5

シルティス・マジョール四角形は、米国地質調査所（USGS）の天体地質学研究プログラムが使用する火星の30枚の四角形地図のうちの1つである。シルティス・マジョール四角形は、MC-13（火星チャート-13）とも呼ばれる。^[1]

この四角形は、火星の西経 270 度から 315 度、北緯 0 度から 30 度をカバーします。大シルティス大四角形には、シルティス大平原と、サバエア島とイシディス平原の一部が含まれます。

シルティス・マジョールは、中央の窪みが南北方向に伸びた古い盾状火山です。メロエ・パテラとニリ・パテラのカルデラがあります。^[2]この地域の興味深い特徴としては、岩脈と反転した地形があります。

ビーグル2号着陸機は2003年12月、四角形の近く、特にイシディス平原の東部に着陸しようとしていたが、通信が途絶えた。2015年1月、NASAはビーグル2号がイシディス平原の表面（位置は約11°31′35″N 90°25′46″E / 11.5265°N 90.4295°E / 11.5265; 90.4295）で発見されたと報告した。^{[3] [4]}マーズ・リコネッサンス・オービターが撮影した高解像度画像により、失われた探査機の特定が行われ、無傷のようであった。^{[5] [6] [7]}

2018年11月、NASAは、計画されている火星2020探査車の着陸地点としてジェゼロクレーターが選ばれたと発表した。^{[8] [9]} ジェゼロクレーターは、シルティス・マジョール四角形（ 18°51′18″N 77°31′08″E / 18.855°N 77.519°E / 18.855; 77.519）にある。 ^[10]

シルティス・マヨールという名前は、リビア（古代キレナイカ）沿岸のシドラ湾の古代ローマ名であるシルティス・マヨールに由来しています。この町は、イエスの十字架を運んだ「シモン」の出身地であるキレネの近くにあります。^{[11] [12] [13]}

シルティス・マジョールは、周囲の明るい高地を背景に際立つ、はっきりと暗い領域であり、他の惑星の表面の特徴として初めて記録されたものである。これはクリスティアーン・ホイヘンスによって発見され、1659年に火星の図面に描かれた。この特徴はもともと砂時計の海として知られていたが、地図製作者によって異なる名前が付けられてきた。1840年、ヨハン・ハインリヒ・フォン・メードラーは、自身の観察から火星の地図を編集し、この特徴を大西洋運河と名付けた。リチャード・プロクターの1867年の地図では、この特徴はカイザー海（ライデン天文台のフレデリック・カイザーにちなんで）と呼ばれている。カミーユ・フラマリオンは1876年にプロクターの命名法を改訂した際、この海をメル・デュ・サブリエ（フランス語で「砂時計の海」）と名付けた。「シルティス・マジョール」という名前は、ジョヴァンニ・スキアパレッリが1877年に火星が地球に接近した際の観測に基づいて地図を作成した際に選ばれた。^{[14] [15]}

シルティス・マジョールは、周回宇宙船によって数種類の火成岩が発見されたため、地質学者にとって大きな関心事となっている。玄武岩のほか、デイサイトや花崗岩も発見されている。デイサイトは火山の下のマグマ溜まりで生成される。デイサイトは、鉄やマグネシウムを含む重鉱物（カンラン石や輝石）が底に沈殿した後、マグマ溜まりの上部に形成される。花崗岩はさらに複雑なプロセスで形成される。^[16]

シルティス・マジョールの一部の地域には、多量の鉱物オリビンが含まれています。オリビンは水の存在下で非常に急速に他の鉱物に変化するため、オリビンの多さは、長い間そこに水がほとんどなかったことを示唆しています。^[17]

シルティス・マジョールの主要なトラフ系であるニリ・フォッサエの近くで、様々な重要な鉱物が発見されています。ニリ・フォッサエには、カンラン石の大規模な露出もあります。そこで見つかった他の鉱物には、炭酸塩、アルミニウムスメクタイト、鉄/マグネシウムスメクタイト、水和シリカ、カオリナイト族鉱物、および酸化鉄があります。 ^{[18] [19]} 2008年12月、NASAの火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターは、ニリ・フォッサエの岩石に炭酸塩鉱物が含まれていることを発見しました。これは地質学的に重要な発見でした。^{[18] [20] [21]} 2010年10月に発表されたその後の研究では、レイトン・クレーター内で、かつては地表から4マイル（6km）下に埋まっていたレベルで見つかった炭酸塩岩の大きな鉱床について説明しました。地下で炭酸塩が見つかったことは、火星が今より暖かく、大気中の二酸化炭素が多く、太古の海があったことを強く示唆しています。炭酸塩はケイ酸塩鉱物や粘土の近くにあったため、地球の深海の噴出孔のような熱水系が存在していた可能性がある。^{[22] [23]}

MROが発見した他の鉱物には、アルミニウムスメクタイト、鉄/マグネシウムスメクタイト、水和シリカ、カオリナイト族鉱物、酸化鉄、タルクなどがある。^{[19] [23]} NASAの科学者は、ニリ・フォッサがメタンの噴出源であることを発見し、この発生源が生物起源であるかどうかという疑問を提起した。^{[24] [25]}

2010年秋に発表された研究では、火山の円錐の側面に水和シリカが発見されたことが報告されている。堆積物は蒸気噴気孔または温泉からのもので、最近居住可能な微小環境であったことを表している。高さ100メートル（330フィート）の円錐はニリ・パテラの底にある。観測はNASAの火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービターによって行われた。^[26]

火星には狭い尾根がいくつかある。尾根はさまざまな方法で形成されるが、一部はおそらく地中を移動した溶岩が冷えて固い岩になり、その後周囲の柔らかい物質の浸食によって露出したものだと考えられる。このような地形は岩脈と呼ばれる。地球上では一般的で、有名なものとしてはニューメキシコ州のシップロック、^[27]、コロラド州のスパニッシュピークス周辺、^{[28] [29] 、コロラド州}ロッキーマウンテン国立公園の「アイアンダイク」などがある。^[30]

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  ニューメキシコ州シップロック近くの堤防
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  コロラド州ウェストスパニッシュピーク

火星で溶融岩から形成された岩脈が発見されたことは、貫入火成活動の存在を示すものであるため、極めて意義深い。地球上では、そのような活動は金、銀、テルルなどの貴金属と関連している。^[31]岩脈やその他の貫入構造は、コロラド州のクリップルクリーク鉱山地区^{[31] 、金と}モリブデンの鉱床で有名なネバダ州北中部のバトルマウンテン-ユーレカ地域^{[32] 、カナダの}フランクリン岩脈群周辺でよく見られる。岩脈の存在を地図に表すことで、マグマ（地下の溶融岩）がどのように移動するか、どこで周囲の岩石と相互作用して貴重な鉱石を生成したかを理解することができる。重要な鉱物の鉱床は、岩脈やその他の火成貫入によって水が加熱され、近くの岩の割れ目に堆積した鉱物が溶解することによっても作られる。^[33]火星では地上よりも地下で火成活動が活発であると考えられており、また火星には多くの巨大な火山があるため、火星では多くの貫入火成活動が起こると予想されます。^[34]

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  HiWish プログラムのHiRISEで確認された可能性のある堤防
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  HiRISE からの次の画像では、ボックスで囲まれた領域が示されています。隆起部と台地は、おそらく古いクレーターの堆積物の浸食によって形成されたものと思われます。
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  HiWish プログラムによる HiRISE からの堤防の可能性

シルティス・マジョール地域のいくつかのクレーター底には、格子状のパターンをなす細長い尾根が見られる。^[35] このようなパターンは、衝突の結果として形成された断層や角礫岩の岩脈に典型的である。これらの線状の尾根ネットワークは、溶岩でできた岩脈であると示唆する者もいれば、水などの他の流体が関与しているという考えを進めている者もいる。^{[36]尾根は、}浸食が進んだ場所で見つかる。下の写真は、これらの岩脈の例である。水は断層に沿って流れることがある。水は、岩石材料を固めて硬くする役割を果たす鉱物を運ぶことが多い。後に、その地域全体が浸食を受けると、岩脈は浸食に対する抵抗力が高いため、尾根として残る。^[37]この発見は、地球上のこれらのタイプの断層や角礫岩の岩脈が主要な鉱物資源と関連しているため、将来の火星植民地化にとって非常に重要になる可能性がある。^{[38] [39]}地球への衝突の25％は鉱物生産に関連していると推定されています。^[40]地球上で最大の金鉱床は、南アフリカにある直径300kmのフレデフォート衝突構造です。^[41]おそらく、火星に人々が住むようになると、このような地域でも地球と同じように採掘が行われるでしょう。^[42]

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  テミスが捉えたシルティス・マジョールのフオ・シン渓谷。まっすぐな尾根は、かつて液体の岩石が流れていた岩脈である可能性がある。
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  HiRISEが撮影した火興谷の尾根。尾根は断層に沿って移動する水によって形成されたと考えられる。
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  HiWish プログラムの HiRISE で観測された尾根。これらは岩脈または断層によって生じたものと考えられます。

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  HiWish プログラムの HiRISE から見たリッジ ネットワーク
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  HiWish プログラムの HiRISE によって観測された、尾根ネットワークの前の画像の近くの尾根。矢印はいくつかの尾根を指しています。
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた尾根
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた尾根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 が捉えた尾根の広域画像
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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 で見た尾根ネットワークの広域図
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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画像

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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた尾根
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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 が捉えた尾根の広域画像
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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 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 が捉えた尾根の広域図。色付きの帯の幅は約 1 km です。
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた尾根のクローズアップ画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た尾根のクローズアップ画像。亀裂も見えます。

火星の多くの場所には、地球のビュートに似たビュートがあります。たとえば、ユタ州モニュメント バレーの有名なビュートなどです。ビュートは、ある地域から岩石層の大部分が除去されたときに形成されます。ビュートの上部には通常、硬くて浸食に強いキャップ ロックがあります。キャップ ロックにより、ビュートの上部は平らになります。以下は、シルティス マヨール四角形のビュートの例です。

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  アウカク渓谷。かつては暗い層が一帯を覆っていましたが、現在はビュートとして数片が残っているだけです。画像はTHEMISで撮影されました。

砂丘は火星のいたるところで見られます。砂丘は多くの場合、古代の川の谷底などの低地に形成されます。下の写真には、古代の川の谷であるアルヌス渓谷の底にある砂丘が写っています。火星の谷の砂丘は通常、谷壁に対して直角に位置しています。

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  HiRISE から見たアルヌス渓谷の層
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  HiWish プログラムの HiRISE から見た砂丘の広い眺め
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した砂丘
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した砂丘のクローズアップ画像

火星の多くの地域では、形や色が変化します。長年、季節が変わると火星で定期的な変化を観察していた天文学者たちは、自分たちが見たものは植物が成長している証拠だと思っていました。しかし、いくつかの宇宙船で火星を間近に観察した結果、他の原因が発見されました。基本的に、変化は風が塵を吹き飛ばす影響によって引き起こされます。時には、明るい細かい塵が暗い玄武岩の上に積もって表面が明るく見えることもありますが、明るい色の塵が吹き飛ばされて表面が暗くなることもあります。まるで植物が成長しているかのように。火星では、地域的または地球規模の砂嵐が頻繁に発生し、表面が明るい細かい塵で覆われます。下のTHEMIS画像では、クレーターの風下に白い筋が見られます。筋はそれほど明るくはなく、表面を構成する暗い火山岩玄武岩とのコントラストで明るく見えます。 ^[43]

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  テミスが捉えた、風によって生じたシルティス・マジョールの明るい縞模様
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた、クレーターの風下側にある明るい色の筋

火星には、逆さまの地形が見られる場所があります。これらの場所では、川床は谷ではなく隆起している可能性があります。逆さまになった以前の川の水路は、大きな岩の堆積またはセメント化によって生じた可能性があります。どちらの場合も、侵食によって周囲の土地が浸食され、隆起した尾根が侵食に対してより耐性があるため、古い水路が隆起した尾根として残ります。HiRISE で撮影された下の画像は、逆さまになった古い水路である曲がりくねった尾根を示しています。^[44]

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  HiRISE が捉えたアントニアディクレーターの反転した水路
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  シルティス・マヨール四角形の多くの分岐を持つ逆水路
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  HiWish プログラムの HiRISE で観測された、反転ストリームの可能性

研究者たちは何年もの間、火星の大気中にメタンを発見してきた。研究の結果、メタンがシルティス・マジョールの北緯10度、東経50度にある地点から来ていることが判明した。 ^[45] 最近の研究によると、メタンの観測結果と一致するためには、ガスを素早く破壊する何かが存在するに違いなく、そうでなければガスは一箇所に集中するのではなく、大気中に拡散してしまうだろう。土壌には、ガスが拡散する前に酸化する何かがあるのか​​もしれない。もしそうなら、その同じ化学物質が有機化合物を破壊し、火星での生命の生存は非常に困難になるだろう。^[46]

火星の多くの場所では、岩石が層状に並んでいます。岩石はさまざまな方法で層を形成します。火山、風、水などが層を形成します。^{[47]火星の多くの例を含む層構造の詳細な議論は}、火星の堆積性地質学 に記載されています。^[48]

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  HiWish プログラムの HiRISE で見た岩石層の広域画像
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された傾斜した岩層
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影されたフラマリオンの岩層
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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。画像の一部はカラーです。HiRISE 画像では中央部分のみがカラーで表示されます。

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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 が捉えたクレーター周辺の層

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  HiWish プログラムで HiRISE が見たレイヤー
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  HiWish プログラムで HiRISE が見たレイヤー

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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

火星の川の谷にはかつて水が流れていたという膨大な証拠がある。^{[49] [50]} 1970年代初頭に火星探査機マリナー9号が撮影した画像には、湾曲した水路の画像が見られている。^{[51] [52] [53] [54]}実際、2017年6月に発表された研究では、火星のすべての水路を刻むために必要な水の量は、火星にかつてあったとされる海よりもさらに多かったと計算されている。火星の周囲では、水は海から何度も循環して雨となっていたと考えられる。^{[55] [56]}

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  HiWish プログラムで HiRISE が見たチャンネル
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  CTX カメラ (火星探査機搭載)が撮影したペリディエ クレーター
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  CTX カメラ (火星探査機搭載) が撮影したペリディエ クレーターの壁に沿った溝。注: これはペリディエ クレーターの以前の画像の拡大です。
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  HiWish プログラムで HiRISE が見たチャンネル
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  HiWish プログラムで HiRISE が見たチャンネル
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  HiWish プログラムで HiRISE が見たチャンネル
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  HiWish プログラムによる HiRISE から見た谷
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  HiWish プログラムの HiRISE で見たチャネルと尾根
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた尾根のクローズアップ画像

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  HiWish プログラムの HiRISE によって観測された、クレーター底の堆積物に形成された空洞。空洞はおそらく氷が地面から離れた際に形成されたものと思われます。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した、クレーター底の空洞のクローズアップ カラー画像。多くの亀裂が見られます。氷の多い地面では、亀裂が生じることがよくあります。亀裂が生じると、地面からの氷の損失が増大します。最終的には、小さな亀裂が空洞に発展する可能性があります。
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  シルティス・マジョールの浸食された台地。この地形を歩いて渡るのは大変だろう。画像は、MOCパブリック・ターゲティング・プログラムの下、マーズ・グローバル・サーベイヤーで撮影された。
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  衝突クレーターと崩壊によって生じたピットクレーターの両方を示すクレーター堆積物のクローズアップ。HiWishプログラムのもとで HiRISE によって撮影された画像。

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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した、浸食された底堆積物のあるクレーター
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  クレーター底の堆積物に形成されたピットのクローズアップ画像。大きさの目安として、ボックス内にはフットボール競技場の大きさが示されています。

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  HiWish プログラムの HiRISE で観測されたシルティス・マジョール四角形の典型的な特徴
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した氷河の末端モレーン
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  HiWish プログラムの HiRISE が捉えた、岩に砕け散るメサの広域画像。この画像の一部は、次の 2 つの画像で拡大して表示されます。
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  HiWish プログラムで HiRISE が見た交差関節
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た岩石の形成
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  HiWish プログラムの HiRISE で見られるパターン化された地面
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影したメサのカラー画像
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した、メサが岩に砕け散る様子をカラーで表示
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  HiWish プログラムの HiRISE で見た表面のポリゴン形状
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  HiWish プログラムの HiRISE で確認された隆起と亀裂。亀裂は互いに直角に発生することがよくあります。
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  HiWish プログラムの HiRISE が撮影した傾斜したメサ
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  HiWish プログラムの HiRISE で撮影された、ベンチのあるクレーター

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