水星の隠れた地形が、惑星の収縮量の推定を押し上げる

惑星がどれだけ縮んだかは、その痕跡が表面にどれだけ残っているかに左右されるかもしれない。水星では内部が冷えると外側の岩石層が圧縮され、長い隆起や崖状の地形になる。この崖は、岩石の変位によって生じる地形の段差だ。Gaku Nishiyama氏らは、目に見える構造だけを数えると、その歴史の重要な部分を見落とすのではないかと考えた。

9月10日にGeophysical Research Lettersに掲載された研究では、水星全体の地表の粗さを示す地図を、圧縮による構造の分布図と、そこから推定した収縮の地図と比較した。ここでいう粗さとは、短い距離の中で地形がどれほど変化するかであり、石を触ったときのざらつきではない。研究チームは米航空宇宙局（NASA）のMESSENGER探査機のデータを使い、起伏の激しい地域ほど、認識された収縮の痕跡も少ないのかを調べた。

比較すると、まさにその傾向が見つかった。最も起伏の激しい地域では、カタログに記録された圧縮構造が少なかった。衝突クレーターから放出された物質が古い崖を覆ったり、その識別を難しくしたりする可能性がある。ラフマニノフ・クレーター周辺では、衝突による堆積物のある地域と、こうした構造が少ない地域が重なる。この結果は記録の一部が隠れているという解釈を支持するが、埋もれた断層の一つひとつを直接観察したわけではない。

研究チームは、地表の粗さと見える構造との関係から、全球の推定値を補正した。北海道大学が公表した、構造を全球的な冷却に由来するとみなす推定では、半径の収縮量は8.3キロメートルから11.6キロメートルへ増える。半径とは中心から表面までの距離なので、この推定に対応する直径の変化は23.2キロメートルとなる。これは地質学的な進化の累積結果を復元した値であり、最近の写真2枚の間で測った変化でも、今後数年間にどれだけ縮むかという予測でもない。

収縮量は、水星内部のモデルを検証する手がかりになる。核の組成や熱を失ってきた歴史が異なれば、サイズの減少量も異なりうる。表面の記録から欠けていた可能性のある部分を取り戻すことで、この研究はモデルが満たすべき制約を変える。ただし、それだけで惑星の組成や初期温度を決定できるわけではない。9月12日に404 Mediaが掲載したBecky Ferreira氏の独立した分析も、この結果を地質学的な過去の見直しとして位置づけている。

次の検証は、より小さな構造を探し、衝突の影響をさらに明確に区別することだ。日欧共同のBepiColombo探査計画に搭載されたレーザー高度計BELAは、より細かなスケールで地形を測定する予定である。そのデータから、現在の補正が隠れた記録を適切に取り戻しているかを確かめられるだろう。現段階での貢献は、観測の偏りを明示したことにある。認識できる痕跡が少ない地域が、必ずしも収縮の小さい地域とは限らない。