好奇心ローバーが山の起源を暴露

科学者は、火星の重力の革新的な尺度を使用して、キュリオシティローバーが探索している山の起源を明らかにしました。

NASAのCuriosityローバーは、2012年にGale Craterに初めて上陸して以来、火星を探索してきました。それ以来、古代の湖底や有機分子を発見しています。 それでも、科学者たちは、キュリオシティが研究しているまさにその地形の起源について議論しています。

2015年9月5日にキュリオシティローバーが撮影したこの広大な眺めは、前景にある暗いマレービュート、その向こうにある明るいトーンのマレーフォーメーション、遠くにあるエオリスモンス(「マウントシャープ」)の頂上を示しています。
NASA / JPL / MSSS

議論は、エリオスモンス(正式にはシャープ山として知られている)の中央ピークの形成に集中しています。 山はゲイルクレーターの縁よりも高いので、衝突中に作成された単なるピークではないことが示唆されます。 一部の科学者は、古代の湖や川が枯渇してからずっと後、堆積物が吹き込んで、ゲイルクレーターを高さ3マイルの縁まで満たしたと提案しました。 地質学的に言えば、ごく最近になって風を吹き飛ばして中央の山を明らかにしました。

現在、2月1日のサイエンスに登場する新しい研究では、Curiosityのナビゲーションシステムを革新的に使用して、ローバーが意図していない科学を行い、その理論が間違っていることを証明しています。

重力を測定するスマートな方法

山の起源を理解するために、ケビンルイス(ジョンズホプキンス大学)と彼の同僚は、ローバーの車輪の下に見えない岩を研究する必要がありました。 好奇心にはいわゆる重力計が搭載されていないため、その下の岩の重力を研究して、密度を調べることができます。 そこでルイスのチームは、科学にオンボードナビゲーションシステムを利用しました。

スマートフォンやタブレットがどこを指しているのか、ラップトップが携帯しているときに電源を切ることがどのようにわかるのか、疑問に思ったことはありませんか? これらのデバイスは、加速度計、つまり、デバイスの現在位置と移動先を示す計器を搭載しています。 Curiosityには、Rover Inertial Measurement Unitと呼ばれるナビゲーションシステムの一部と同じ種類のセンサーがあります。 RIMUを使用して、チームはほぼ5年間のコースで、好奇心クレーターの平野に沿って11マイル(18キロメートル)を走り、シャープ山の最下部の斜面を上ってCuriosityの方向を追跡しました。 好奇心が火口平野を去り、2014年にシャープ山に登り始めたとき、その道には1, 150フィート(350メートル)の垂直登山が含まれていました。

Curiosityの加速度計(灰色)を使用した測定では、Curiosityがシャープマウントを登るにつれて重力の強度が低下することが示されています。 科学者はこの減少の割合(黒)をモデル化し、それを使用してシャープ山の岩の密度を推測します。
ケビン・ルイス

Curiosityを1, 150フィート空中に持ち上げると、一定量の重力が火星の中心に向かって引き戻されるのを感じるでしょう。 しかし、Curiosityの車輪の下には空気ではなく地面があるため、上昇するにつれて強く引っ張られているように感じます。 ルイスと彼の同僚は、重力のこの小さな変化を測定して、引っ張っている岩の密度を計算しました。 驚いたことに、Mount Mountの重力は予想より少なかった。つまり、その岩層は予想外に軽いように見える。

「[岩]は、地球上の堆積岩よりもはるかに低密度であることが判明しました。たとえば、 はるかに低密度です」と、キュリオシティサイエンスチームのメンバーであるレイアービッドソン(セントルイスのワシントン大学)は言います。この研究で。 「これは、地球上に深く埋もれている堆積岩にとっては前代未聞です。」

それは、高地の堆積物がゲイルクレーターを一度満たすと、重いトラクターがトレッドの下の土壌を圧縮するのと同じように、それらの累積重量がその下の岩の空域を押し出してしまうからです。 Curiosityの下の岩は本当に多孔質であるように見えるので、その上にそれほど多くの物質が存在することはありえないことを意味します。

代わりに、ルイスは、堆積物が中ほどでゲイルクレーターを満たせなかったと計算します。 それは、シャープ山の別の起源を意味します。最近、風で吹き付けられた砂の山ではなく、堆積物がそれを徐々に積み上げていったかもしれません。

マウントをシャープにする

マウントがシャープマウントを構築した写真は次のようになります。その昔、大量の雨と雪がクレーターの縁から砂と砂利を運んでいました。 その後、浅い湖は硫酸塩が豊富な泥でそれらの層を越えていたでしょう。 その後、火星が乾燥した後、風がこれらの層を徐々に侵食しました。 これらの多層堆積物の上に、風が砂、ほこり、火山灰をもたらし、シャープ山を現在の形に変えました。

「この種の地質ストリップチャートレコーダの全体的な解釈は、マウントシャープの下部から上部に移動する際に有効です」とArvidson氏は述べています。 しかし、ピークの起源は、科学者が好む鉱物の種類や古代の水循環の詳細など、好奇心の発見を解釈する方法の詳細に影響する、と彼は付け加えます。

Vera Rubin Ridgeにある「ロックホール」ドリルサイトで、ソル2291(1月15日)にNASAのCuriosity Marsローバーが撮影した自撮り。 ローバーは現在、尾根から低地の粘土堆積物に移動しています。
NASA / JPL-カルテック

好奇心は、ヴェラルービンリッジにとまると、マウントシャープの低い粘土質の地域にとどまりました。 しかし、将来的には、ローバーはより高い高度に照準を合わせています。 おそらく浅い湖が火口を埋めたときに堆積した硫酸塩に富む層は、6, 500フィート離れています。 そして、それを超える2, 600フィートは、風に吹かれた堆積物への突然の移行です。 しかし、科学者がミッションの3番目の延長を計画しているので、ローバーがこれらの興味深い光景に到達できるかどうかはまだわかりません。

「岩がどれほどエキサイティングであるかによって異なります」と、Arvidson氏は言います。