NASAの探査機インサイトによる火星の地震の初めての直接観測が報告され、科学者たちは現在地球から2億3600万マイル離れた岩石惑星の組成について興味深い知見を得た。
観測結果は3つの研究論文で詳細に報告されており、いずれも本日サイエンス誌に掲載された。最初の研究は火星の地殻の厚さと構成を調査し、2番目の研究はインサイト探査機が取得した上部マントル（火星の地殻のすぐ下）のデータ、そして3番目の研究は火星の核を調査した。これらを総合的に評価すると、研究者たちは火星の各層の厚さと密度を一定の範囲に設定し、層間の相互作用の概要を把握することができた。おそらく同様に重要なのは、研究チームの研究結果が地球の地球科学と比較できることである。宇宙機関が太陽系内の他の天体の構成を調査し続けることで、地球の理解を深める中で、惑星科学の主要テーマである惑星進化について、研究者たちはより深く理解できるだろう。
「これら3つの研究は、火星の現在の構造に関する重要な制約条件を提供するものであり、数十億年前に火星がどのように形成され、時間の経過とともに進化してきたかについての理解を深める鍵となる」と、ケンブリッジ大学とロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校の地震学者サンネ・コッター氏とポーラ・ケールメイヤー氏は、新情報に関するパースペクティブ誌の記事に書いている。
インサイトは2018年11月に火星に着陸し、火星内部の規模、範囲、深さ、構造の測定を任務とした。インサイトは2019年初頭から「火星地震」の検知を開始し、これを実現している。火星地震は地震とよく似ているが、火星地殻の応力がかかっている部分で発生し、地球の地震のようなプレート運動は起こらない。インサイトチームは特に、火星地震から派生した地震波で、火星内部のさまざまな層で跳ね返るせん断波を探していた。インサイトが探知しているのは、火星内部の研究が難しい層で跳ね返るこれらの反射波である。インサイトはこれまでに1,000回以上の火星地震を検知しているが、研究に十分な強度と質を備えていたのはわずか12回で、そのいずれもマグニチュード4.0を超えなかった。
最初の研究チームは、地殻の厚さが地球の大陸下の厚さとほぼ同じ15～45マイル（約24～72キロメートル）であること、そしてトリウムやウランといった放射性で発熱する元素が地球よりも多く含まれていることを発見しました。研究者らは、火星の表面から放出される熱が地球よりも多く、火星の極寒の地表からもそれが示唆されていることは理にかなっていると述べています。
2つ目の研究チームは、火星の上部マントル（リソスフェア）は地球よりも厚く、約300キロメートルであるのに対し、地球のマントルは255マイル（約410キロメートル）であると報告した。研究著者で、チューリッヒ工科大学の地球物理学者アミール・カーン氏は電子メールで、火星の上部マントルの鉱物組成は地球と類似しているものの、両惑星の組成は異なっており、両惑星の形成過程が異なることを示していると述べた。
3つ目の研究チームは、火星の核がこれまでの予想よりも大きいと報告した。地球の核と同様に、核の大部分は溶けた鉄でできている。核の大きさはさておき、研究者たちは核が液体であったことを確認した。また、核の分析結果は、火星の核が地球よりも急速に冷え、一時期火星の磁場を支えた地球ダイナモを形成した可能性を示唆している。この磁場ははるか昔に消滅し、現在では火星の古い磁性岩石に見られるが、パースペクティブ誌の著者らは、今回の新たな観測結果は、地球ダイナモの強さが現在も活動している地球のそれと同程度であったことを示唆していると述べた。
「火星の核の大きさ、地殻の層構造、そして厚いリソスフェアは、火星の熱的・力学的進化に関する重要な知見を提供する」とコター氏とケーレマイヤー氏は記している。「今後数年間、より多くの火星地震が観測されるにつれて、科学者たちはこれらの赤い惑星のモデルを改良し、火星の謎をさらに解き明かしていくだろう。」
カーン氏は、インサイトのエネルギー供給が依然として懸念事項であると付け加えた。火星滞在中、着陸機は塵に覆われており、太陽電池パネルが電力を吸収できていない。着陸機のエネルギー枯渇を遅らせるための巧妙な応急措置が講じられたものの、今後数年間にわたってデータを収集したいのであれば、チームは何らかの解決策を見つける必要があるだろう。ミッションは最近、2022年まで延長された。
続き：火星の塵に覆われたNASAのインサイト着陸船、自力で片付けを試みている
