プルート表面に液体窒素が湧き出す—2015年フライバイの画像から明かされた氷火山活動
ニューホライズンズ探査機の2015年フライバイで撮影された画像から、矮惑星プルートの表面に液体窒素が上昇している証拠が見つかった。Southwest Research Institute（SwRI）の副会長でニューホライズンズの主任研究者であるアラン・スターン率いる研究チームが、この発見を論文として発表している。
プルートの北極付近に位置するハート型の盆地、スプートニク平原の北側で、表面が「濡れた」状態になっている痕跡が報告されている。液体窒素がスプートニク平原の氷河内の亀裂を通じて下層から上昇し、地表に出ていると考えられる。プルート表面の気温は摂氏マイナス229度を超えることがないのに対し、窒素の融点は摂氏マイナス209.9度であるため、表面での液化は直感的には不可能に見える。しかし何らかのメカニズムが窒素を融かし、地表まで運んでいるのだ。
地球の氷河から見える類似パターン
SwRI研究チームは、ニューホライズンズが撮影したプルートの画像と、地球の特定の地域で撮影されたランドサット画像を比較検討した。スプートニク平原の北部地表に見られるパターンは、グリーンランドとアンタルクティカの氷床で観測される地形に酷似していた。両地域では、地下から湧き出た液体が氷と雪の表面に暗い線状の流路を形成している。グリーンランドではこの地熱活動は地熱活動に起因し、アンタルクティカでは氷河圧による加熱が原因と考えられている。
プルートにおける窒素の湧き出しの源は、氷床基底部でのメルト現象である可能性が高い。あるいは、表面下の深い場所に液体窒素の供給源が存在するかもしれない。スターンは「プルートは私たちを驚かせることをやめない。この新たな結果はまさにそうだ。液体がプルート表面に最近現れたことを示唆するだけでなく、プルート上で新しい時間変動性の現象が存在することも示唆している」とコメントしている。
氷河圧と内部熱が駆動するクリオボルケーニズム
スプートニク平原は遠距離からは滑らかに見えるが、実際には不規則な多角形と溝で覆われている。この模様は窒素氷の表面に形成された凍結対流セルの痕跡であり、セルの輪郭にある細い暗線が液体窒素の流出によって「濡れた」状態を呈していると考えられる。プルートの大気環境では窒素の降雨は発生しないため、この液体は必ず地下から上昇したものである。
キロメートルの深さに達するスプートニク平原の氷河による圧力が加熱を誘起し、窒素氷を融かしているとみられる。プルート内部に放射性崩壊などの熱源が存在すれば、それも窒素の融解に寄与している可能性がある。液体化した窒素が地表に到達すると溜池となり、やがて景観全体に流れ広がり、氷河平原に見られる暗い地形特徴を生成する。この現象は「冷たい火山活動」で、溶岩の代わりに氷が役割を担っている。
プルートの他の地域ではこのような活動が確認されていないが、惑星全体の地図作成はまだ完了していない。全域調査後には、ほかの場所でも同様の現象が発見される可能性がある。ニューホライズンズの画像からは、この領域の地質学的年代が他の場所と比べ比較的若いことが示唆されている。
出典: Universe Today
