NASAが初めて「火星地震」を検知した可能性

NASA の火星探査機インサイトが本格的に始動してまだ 4 か月ちょっとですが、すでにこの赤い惑星内部の最大の謎のいくつかを解明する準備が整っています。ソル 128 (4 月 6 日、または着陸機の火星滞在 128 日目)、インサイト着陸機はおそらく火星内部から発生したと思われる震動を記録しました。さらに分析を進めて私たちがすでに推測していることが裏付けられれば、火星での地震 (「火星地震」) の測定と記録が初めて公式に行われ、火星の地震学の始まりを示すことになります。

パリ・ディドロ大学の惑星科学者で、インサイト着陸船の内部構造地震実験（SEIS）装置の主任研究員であるフィリップ・ログノネ氏が説明するように、このミッションの目標は、地震学者が20世紀初頭に地球で行ったことを火星で行うことだという。（偶然にも、地球上で最初の遠隔地震が観測されたのは今月で130年前である。）インサイトが11月下旬に赤い惑星に着陸し、数週間後にSEISを起動すると、火星の内部が実際にどのようになっているか、そしてさらに重要なことに、火星が現在もどれほど活発に活動しているかを明らかにする2年間の調査が始まった。

「火星の内部が金属核と岩石マントルと地殻でできている様子を描いた漫画をよく見かけます」と、フロリダ大学ゲインズビル校の地震学者でインサイトチームのメンバーでもあるマーク・パニング氏は言う。他のミッションで行った重力と地質の観測の多くは、これらのモデルを裏付けるものとなっているが、金属核と地殻の大きさや構成など、依然として大きな不確実性がある。「地震学によって火星内部の大きさや地震波速度をより深く理解できるようになり、火星の温度や構成に限界が生まれ、ひいては太陽系の歴史における火星の進化を理解するのに役立つのです」

SEIS は前の週にも他の地震信号を拾っていたが、それらは Sol 128 イベントよりも小さく、短く、その発生源はさらに曖昧だった。しかし、発見の重要性を強調しすぎるのはやめよう。真実は、SOL 128 地震イベントは非常に小さいということだ。「地球上のノイズが大きいため、地球局からは見えなかったほど小さい」と Panning 氏は言う。現在、InSight チームはマグニチュード 3 程度のイベントになると推定しており、実際の地震までの距離がわからないため、より正確な予測は難しい。これまでのデータに基づき、記録された信号は「人間が感じることができるレベルをはるかに下回っている」と Panning 氏は言う。

Sol 128 の地震自体から得られる情報はそれほど多くありませんが、この地震の検出は今後起こることの前兆です。「地震エネルギーが大きいほど、より深いところまで情報が得られます」と Lognonné 氏は言います。「ミッション開始時に観測した砂塵旋風により、地殻の最初の 5 メートルの構造がわかりました。SOL 128 の地震では、おそらく深さ数十キロメートルまでの情報が得られるでしょう。今後の地震では、マントルと核の最も大きな部分に関する情報が得られるでしょう。」

興味深いことに、最初の分析では、信号のエネルギーの形状は、地球の地震よりも月の地震に少し似ているようです。どちらの天体にも地殻プレートはありませんが、どちらも惑星の冷却と収縮の結果として地殻に生じるストレスによって地震が発生します。

より多くの地震を繰り返し測定することは、火星の特徴を解明する上で大いに役立つだろう。赤い惑星がかつてのような湿潤な世界でなくなったのは残念だが、そのような地震から生じるエネルギーは乾いた岩石を通してより容易に伝播し、拡散するだろう。「火星の地震が本当に月震に似ているとすれば、地殻内の水量の推定に影響を与える可能性がある」とパニング氏は言う。「とはいえ、まだ結論を出すには時期尚早だ」

少なくとも、新しい観測結果は、SEIS が期待どおりに見事に機能していることを裏付けるものである。風の測定をしていないときは、SEIS (6 軸センサーのセット) は地上地震学機器の最高レベルに匹敵し、同じ基本的な物理原理に基づいて動作する。地震計は一般に、バネの質量を通じて動きを測定する。地面が動くと、地震計のフレームも動くが、バネの質量は慣性のため動かない。質量に対するフレームの動きを測定すると、地面自体の動きを読み取ることができる。

SEIS は、より広範囲の周波数で測定できるほど特化しており、地球よりも火星で感じられる温度変化の広さも考慮するようになっている。火星には当然のことながら、そうする人がいないので、SEIS はパラメータを自律的に調整できる。

「SEIS は火星で素晴らしいパフォーマンスを発揮しており、地球上では桁違いに優れたパフォーマンスを見せています」とパニング氏は言う。公平に言えば、その多くは、火星が「静か」であること、特に海がないことによるものだ。

InSight から根本的に新しいことはまだ何もわかっていませんが、この最新のマイルストーンはそれが時間の問題であることを明らかにしています。