月面クレーターの斜面は小天体衝突で変化し続ける
【2022年10月31日 名古屋大学】
月の地形は不変であるように見えるが、小さなスケールで見ると変化を続けている。2009年から観測を続けるNASAの月探査機「ルナー・リコナサンス・オービター(LRO)」の高解像度画像からは、数m~数十mの岩塊が月のクレーター周辺に多く分布していて、その一部が斜面を転がり、跡を残していることがわかっている。このような「岩塊崩れ」を繰り返していくと、長期的にはクレーターはなだらかになると考えられる。
岩塊崩れの原因については、天体衝突と月震(月の地震)が挙げられている。微小な天体でも衝突すれば、大きなクレーターの斜面を揺らしたり岩を破壊したりして岩塊崩れを促進しうる。一方、断層で発生する月震は、単独では物体を動かせなくても、繰り返し起こることで岩塊崩れを引き起こすとする先行研究がある。
名古屋大学の池田あやめさんたちの研究チームは、天体衝突こそが岩塊崩れの原因だとする論文を発表した。池田さんたちは岩塊崩れが見つかっている2つのクレーター斜面を対象に、LROの画像から岩塊崩れと小クレーターの分布を調べ、JAXAの月周回衛星「かぐや」の観測データから斜面の傾きと地表の新鮮度を求めている。
対象地点の一つが、直径300kmを超える大型クレーターのシュレディンガー盆地の南側斜面だ。盆地そのものは約39億年前に形成されたと考えられているが、斜面の表面が置き換わった年代は推定約500万年前と新しい。斜面に点在する小クレーターの近くほど、岩塊崩れが発生しやすい傾向が見られることから、天体衝突が原因だった可能性が示唆される。一方、斜面が大きく傾いているところでは小クレーターが少なく、さらに斜面上方の地表が新鮮であるという傾向も見られた。
もう一つの地点付近では1975年1月にマグニチュード4の月震が発生していて、先行研究ではこの現象が岩塊崩れを引き起こしたと結論づけていた。今回、震央から半径200km以内のクレーターの斜面を調べたところ、震央からの距離と岩塊崩れの有無には相関がないことがわかった。つまり、これらの岩塊崩れは月震では説明できないということになる。
これらの結果から池田さんたちは、大きなクレーターの斜面は月震ではなく、小天体の衝突によって変化していくとする次のようなモデルを提案している。斜面の傾きが大きいところでは月の表面を覆うレゴリス(細かい砂)が下へ流れるため、地下の岩盤を覆うレゴリスが薄くなる。すると、天体衝突によるクレーターが残りにくくなり、代わりに岩盤が砕かれて岩塊が生じるとともに、震動で下へと崩れていく。斜面の下側では、上から供給されるレゴリスが積もるため、クレーターや岩塊崩れが残りやすいのだと考えられる。
今回明らかになったプロセスは現在も月表面で起こっており、クレーター斜面地形は活発に変化していると考えられる。
〈参照〉
- 名古屋大学:月クレータ斜面地形が今も活発に変化している仕組みを解明
- JGR Planets:Topographic Degradation Processes of Lunar Crater Walls Inferred From Boulder Falls 論文
〈関連リンク〉
- Lunar Reconnaissance Orbiter
- 月周回衛星「かぐや(SELENE)」
- アストロアーツ:
- 【特集】月周回衛星「かぐや」
- 天体写真ギャラリー:月
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