花崗岩は月の表面の下に潜んでいる可能性がある

この月偵察オービターの画像に示されている月のコンプトン・ベルコビッチ火山群には、地球外で発見された最大の花崗岩の塊がある可能性があります。

アリゾナ州立大学、GSFC/NASA

キャサリン・コーネイ著

2023 年 7 月 19 日午前 9 時

ヨセミテに注目してください。月には独特の印象的な岩石が見られます。

幅約50キロメートルの巨大な花崗岩の塊が月面の下に埋もれている可能性があると、研究者らが7月5日の『ネイチャー』誌に報告した。 この種の岩石の形成には通常、プレートテクトニクスや豊富な水が必要であることを考えると、地球外で発見された花崗岩の構造としてはこれまでのところ最大のものであり、このような巨大な岩石の発見は驚くべきことである。

1960 年代と 1970 年代にアポロ宇宙飛行士が月に着陸したとき、彼らは玄武岩が支配する景色に遭遇しました。 ツーソンの惑星科学研究所の惑星科学者マシュー・シーグラー氏によると、火成岩は月でも地球でもありふれたものであるという。 「すべては玄武岩から始まる。」

しかし、時間が経つにつれて、十分な熱と圧力がかかると玄武岩は溶けて、より耐久性のある花崗岩に変化します。 プレートテクトニクスと水は、どちらも地球の主力であり、その変化を促進するのによく役立ちます。地殻変動の力は、岩石をより高温の深部まで引きずり込むのに役立ち、水は塩のように作用して、岩石が低温で溶けるのを助けます (SN: 1/13/ 21）。

月にはプレートテクトニクスがなく、水もほとんどないため、そこで大量の花崗岩が見つかることは予想外だろうとジーグラー氏は言う。 実際、アポロ宇宙飛行士が地球に持ち帰った約 380 キログラムの月の石 (大きなクマの重さほど) のうち、花崗岩はミリメートルサイズの破片のほんの数個だけです (SN: 2019 年 7 月 15 日)。 「これが私たちの在庫のすべてです」とシーグラー氏は言います。

しかしジーグラー氏らは現在、月の表面の下に巨大な花崗岩の破片が潜んでいる可能性があるという強力な証拠を入手している。 研究チームは、中国の月周回衛星嫦娥1号と嫦娥2号が月の裏側から収集したマイクロ波データを分析し、予想より摂氏約9度高い地熱ホットスポットを発見した。 ジーグラー氏によると、ウランとトリウム（時間の経過とともに崩壊して熱を放出する放射性元素）は岩石内で凝集する傾向があるため、花崗岩の温度上昇はしばしば花崗岩の指標となる。

コンプトン・ベルコビッチ火山群として知られるこの地域の下にどれくらいの大きさの花崗岩が存在するかを推定するために、研究者らは、さまざまな深さに埋もれたさまざまなサイズの花崗岩のコンピューターシミュレーションを実行した。 研究チームは、幅約50キロメートル、高さ25キロメートルの楕円体の花崗岩の塊が、より小さな楕円体の花崗岩で覆われており、すべて月面下4キロメートルに埋まっており、嫦娥1号と嫦娥2号の観測を最もよく説明できると結論づけた。

大きな疑問は、このような建造物がどのようにして形成されたのかということである。 ジーグラーと彼の同僚が提案しているアイデアの 1 つは、マントル プルーム (溶けた岩石の柱) がかつてコンプトン ベルコビッチ火山群の下に存在していたというものです。 その噴煙は、この地域の玄武岩の一部を花崗岩に変えたであろう。

地球では、マントルプルームが地殻プレートの動きと結合してハワイのような列島を形成することは有名だとジーグラー氏は言う(SN: 9/19/11)。 しかし、プレートテクトニクスが存在しない月では、マントルプルームはただ継続的に1つの領域を加熱するだけだろう、と彼は言う。 「生地の一部が焼け続けます。」

これは月探査計画でフォローアップされるべき興味深い発見である、とセントルイスのワシントン大学の惑星科学者ブラッド・ジョリフ氏は言うが、今回の研究には関与していない。 「これらの特性のいくつかを間近でテストできる小型探査機を備えたロボットミッションの機は熟しています。」

今後数年間で、科学者たちはまさにそれを行うことを計画しています。 2027 年までに打ち上げられる予定の NASA の月バルカン画像分光探査ミッション (Lunar-VISE) は、グルイトハイゼン ドームの 1 つの頂上に着陸します。 月の表側に位置するこれらの火山地物には花崗岩も含まれていると考えられています。 オーランドにあるセントラルフロリダ大学の惑星地質学者で、このミッションの主任研究員であるケリー・ドナルドソン・ハンナ氏は、Lunar-VISEはこの地域の化学組成を詳しく調べることができるだろうと述べている。