Formation mechanism of Mercury based on surface composition and mineralogy

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03732
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 大竹 真紀子 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (30373442)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 水星 / 反射スペクトル / 地質区分

Outline of Annual Research Achievements

水星データ（反射スペクトル，元素濃度データなど）の入手とそれを用いて，月でこれまでに利用されてきた地質分類のための反射スペクトル解析手法を水星データに適用し，評価した．具体的には，水星では鉱物・岩石組成に依存する反射スペクトルの吸収が月に比べて弱いことがこれまでの研究から知られており，そのため月や火星等で行われているような反射スペクトルの形状を使った地質分類が一般的には困難とされている．それに対して，本研究では月の反射スペクトルを用いて鉄量の推定に用いられている手法（反射率と吸収強度を組み合わせた手法）を適用することで，水星においても表層をいくつかの地質に分類が可能であることを確認している．
また，それら得られた地質区分とガンマ線等他の観測機器によって得られた水星表層の元素分布とを比較することにより，今回反射スペクトルに適用した手法の妥当性について検証を行った．その結果，反射スペクトルによる地質区分と元素分布との間におおよその相関があることが確認できた（既存研究による元素分布をもとにした領域区分と本研究で行った地質区分とが，水星全球レベルでは対応づいていることを確認した．ただし，既存の元素分布による領域区分はデータが一部欠けていたり，北半球と南半球でデータの空間分解能が極端に異なるなど課題があり，それら点についての詳細な解析は今年度以降実施の必要あり），これにより，初期段階として該当手法の有効性が確認できた．今後は，区分した各地質の特性（化学組成，岩石・鉱物種，年代）等の識別を行う予定．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

水星データ（反射スペクトル，元素濃度データなど）の入手とそれを用いて，月でこれまでに利用されてきた地質分類のための反射スペクトル解析手法を水星データに適用し，評価した．具体的には，水星では鉱物・岩石組成に依存する反射スペクトルの吸収が月に比べて弱くスペクトル形状を使った地質分類が一般的には困難であるが，それに対して月の反射スペクトルを用いて鉄量の推定に用いられている手法（反射率と吸収強度を組み合わせた手法）を適用することで，水星においても表層をいくつかの地質に分類が可能であることを確認した．
また，それら区分とガンマ線等他の観測機器によって得られた水星の元素分布とを比較することにより，今回反射スペクトルに適用した該当の手法の妥当性について検証した．結果，反射スペクトルによる地質区分と元素分布とに相関があり，該当手法の有効性が確認できた．今後は，区分した各地質の特性（化学組成，岩石・鉱物種，年代）等の識別を行う予定．
当初計画との比較としては，初年度に予定していた水星の既存データの入手と，それらにに対して月の反射スペクトル解析に従来用いられてきた手法を適用し，その結果について評価することとしており，これをほぼ予定通り実施できている．そのため，研究は概ね順調に進展していると考えている．なお，当初は昨年度のうちに計算機を購入し，今年度以降に行う詳細な地質区分の評価等に必要なソフトウェアのインストールや解析準備を始める予定としていたが，その部分は発注に予定よりも時間がかかったことから，昨年度中の実施はしないことに変更した．ただし，これによる昨年度の研究進捗への影響はない．また，今後の研究進捗についても，解析準備等を効率的に進めることで支障が出るものではない．

Strategy for Future Research Activity

初年度には，月の反射スペクトルを用いて鉄量の推定に用いられている手法（反射率と吸収強度を組み合わせた手法）を水星の反射スペクトルに適用することで，水星においても表層をいくつかの地質に分類が可能であることを確認した．
また，それら区分とガンマ線等他の観測機器によって得られた水星の元素分布とを比較することにより，今回反射スペクトルに適用した該当の手法の妥当性について検証した結果，反射スペクトルによる地質区分と元素分布とに相関があり，該当手法の有効性が確認できた．
今後は，昨年度実施した反射スペクトルを用いた地質区分結果に基づき，各地質領域の物理・化学特性（岩石・鉱物の種類，元素組成，形成年代，地形特徴）の抽出を行い，地質区分の有効性をさらに詳細に確認し，必要に応じて地質の細分化や統合を行う．例えば，クレーターの形成に伴う水平・垂直方向の物質混合や移動に伴って，クレーター周辺では同心円状の組成の変化が継続的に生じるが，それらをどこまでも詳細に異なる地質区分として識別することは，本研究で目指す水星の形成過程の理解の目的で作成する地質図としては適当でない（クレーターの形成に伴う物質の混合や移動は水星の形成以降に生じたイベントであり，これの理解が本研究の主目的ではないため）．そのため，このようにな領域については地質区分の統合を行う．一方，現在の解析手法では区分が不十分な領域があれば（例えばガンマ線等他のデータから，より細分化が必要と考えられる領域が見つかれば），それらについては既存の区分をより細分化する．それら細分化・統合を行った上で，各地質の形成過程について考察を行う．

Causes of Carryover

当初は昨年度のうちに本研究の解析に適した計算機を購入し，今年度以降に行う詳細な地質区分の評価等に必要なソフトウェアのインストールや解析準備を始める予定としていたが，その部分は発注に予定よりも時間がかかったことから，昨年度中の実施はしないことに変更した．ただし，これによる昨年度の研究進捗への影響はない．また，今後の研究進捗についても，今年度作業の中で解析準備等を効率的に進めることで対応が可能であり，研究進捗に支障が出るものではない．今年度は，前半のなるべく早いうちに計算機および関連する周辺機器やソフトウェア等の購入手続きを行う予定としている．