火星の南半球は内部が北半球より400℃も熱い――重力データから判明
火星の内部構造は均一ではなく、南半球が北半球よりおよそ200～400℃高い温度を保っている。国際研究チームがこの新知見をNatureに発表した。火星の深い内部に隠された熱分布の不均衡が、今回初めて明らかになった。
三つのNASA探査機データから導き出した重力モデル
研究チームはNASAの火星グローバルサーベイヤー（MGS）、火星オデッセイ、火星偵察軌道船（MRO）から得た軌道データを組み合わせた。MGSは2006年にミッションを終了したが、火星オデッセイとMROは現在も火星を周回中である。
研究者たちはこれらの宇宙機の速度変化を分析し、潮汐トモグラフィー（tidal tomography）と呼ばれる手法を用いて火星の重力モデルを構築した。同時に、火星の軌道離心率と自転軸の傾きという物理的特性も考慮に入れた。火星の軌道離心率は0.093で地球の0.017より大きく、より楕円形の軌道を描く。自転軸の傾きも火星は25.19°、地球は23.44°と、火星の方が傾斜が大きい。
なぜ南半球が熱いのか――厚い地殻が熱を保持
結果として判明した南北の温度差は極めて顕著だ。火星南半球の内部温度は北半球より200～400℃高い。この知見は、既に退役したNASAの洞察（InSight）ランダーの観測と一致する。InSightが検出した地震波は南半球を通過する際、北半球通過時より急速に減衰していたのだ。
この差が生じた原因について、研究チームは地形の違いに着目している。火星の北半球は広大な平原が広がる北部低地として知られており、科学者たちはこの地域にかつて水が流れていたと推測している。一方、南半球は広大な山脈が連なる南部高地だ。例外としてヘラス盆地という巨大な衝突盆地が南半球に存在し、その標高は北半球の平均高度より数千メートル低い。
南半球の地殻が北半球より厚いために、内部の熱が数十億年前の冷却過程で外部に放散されにくかった可能性がある。このため、南半球で観測されている熱は過去数十億年にわたって保持され続けた可能性があるとみられる。
カルテック博士課程での研究をアリゾナ大学でのポスドク研究に発展させたアレクサンダー・バーンス博士は「科学者は通常、惑星体の内部は球対称だと仮定しますが、それが必ずしも正確ではないことが分かりました。重力データを増やすことで、惑星内部構造の三次元的な複雑さを把握できます」と述べている。これらの知見は将来のミッション設計と火星探査の指針となるだろう。
出典: Universe Today
