Formation mechanism of Mercury based on surface composition and mineralogy

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03732
• Research Institution: The University of Aizu
• Principal Investigator: 大竹 真紀子 会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (30373442)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 水星 / マルチバンド分光画像 / 反射スペクトル / 月 / 鉱物組成

Outline of Annual Research Achievements

水星の形成過程の理解に向けて，探査機（MESSENGER)により取得されたマルチバンド分光画像（反射スペクトル）データを用いて水星表層の鉱物組成・岩石種の推定を行った．解析手法として，月の反射スペクトルを用いて鉄量の推定に用いられる手法（反射率と吸収強度を組み合わせた手法）を適用し，水星においても表層を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し，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ある程度の相関があり，該当手法の有効性を確認した．
次に各地質領域の物理・化学特性（岩石・鉱物の種類，元素組成，形成年代，地形特徴）の抽出を行った結果，該当の手法による地質区分と元素組成との間には確かに相関があるものの，例外領域も存在することがわかった．さらに地形特徴や形成年代（具体的にはクレータや盆地）との比較から，相対的に新しく形成されたクレータの周辺では両者に明瞭な相関が見られる一方で，形成後時間が経過しているクレータの周辺では相関が弱い傾向にあることがわかった．この原因の1つは水星では月に比べて太陽に近く，太陽風の照射により起こる宇宙風化作用が強くクレータ周辺での放出物による地質的な（反射スペクトル上の）特徴が弱まる可能性があると考えられる．
宇宙風化作用に加えて水星と月の表層構成物質の違い（水星は月に比べて炭素の含有量が高いと推定されている）も該当手法による地質区分に影響する可能性があるため，その効果を確認するため炭素を含む隕石資料を用いた室内実験を行う予定であったが出張困難など理由から終えられていない．この影響度合いの定量化ができれば水星表層の炭素濃度等への制約が可能となり，そこから水星と月の形成過程の相違について考察が可能となる．今後も引き続き実験研究を続ける予定．