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火星の重力マップ公開、驚きの新事実が明るみに | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
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このほど米NASAが火星の重力データを使って地図を作成し、公開した。美しいだけでなく、火星内部の核から周囲の大気まで、目で見ただけではわからない地質学的な詳しい特徴が新たに示されている。
米マサチューセッツ工科大学のアントニオ・ジェノバ氏らは、火星探査衛星3機16年分の軌道データを分析し、軌道と速度のふらつきから、位置による重力のばらつきを明らかにした。3月5日に科学誌「Icarus」に発表された火星の地図は、太陽系で最も高い山であるオリンポス火山の頂上からマリネリス峡谷の底まで、この重力のごくわずかな違いを画像として示したものだ。（参考記事：「オリンポス山、“太陽系最大”を返上？」）
米NASAジェット推進研究所のリチャード・ズレック氏は、「火星を周回する探査機が火星から受ける重力のばらつきを分析すると、火星表面の凹凸に関するデータが得られます。高度300kmを周回する探査衛星が、大気を隔てた重力のわずかな違いをここまで追跡できるのは驚異的です」と言う。なお、ズレック氏は今回の地図作成には関与していない。（参考記事：「最新の重力地図で描いたでこぼこの地球」、「月の重力場地図、グレイルで作成」）
「実にすばらしい研究です」と氏は言い、謎の多い火星の地質史をめぐる論争の行方に大きな影響を与えるだろうと考えている。以下では、新しい重力マップの研究で明らかになった3つの事実と、重力マップが解決のヒントになると思われる謎について説明しよう。
二酸化炭素の大循環
この研究における最大の発見は、火星の気候を知る上で重力が非常に役に立つということだ。
ジェノバ氏らは、南北極冠での重力の変動から、北半球が冬になる時期には、大気中の4兆トンの二酸化炭素が氷になって北極に堆積することを確認した。南半球が冬になる時期にも、同じことが南極で起こる。季節移動するこの二酸化炭素の量は、火星大気の6分の1にもおよぶ。
研究チームはさらに、重力を利用して火星の16年間の二酸化炭素サイクルを分析した。これにより、11年周期で強くなったり弱くなったりする太陽の活動が、二酸化炭素の移動に及ぼす影響も明らかになった。彼らの計算結果は、マーズローバー（火星探査車）が火星表面で実際に測定した値とおおむね一致していた。（参考記事：「探査車が見た火星」）
「つまり、火星のまわりを周回する探査衛星により、極冠の質量の変化を測定できるようになりました。この手法は、数10億年かけて火星の気候がどのように変わってきたかを理解するうえで、基本的なアプローチになる可能性があります」とジェノバ氏。