フランス・パリサクレー大学宇宙天体物理学研究所のアポリーヌ・ルクレフ氏らの研究チームが、火星表面に見られる「谷地形(ガリー)」の活動的な形成過程について、液体の水ではなく二酸化炭素(CO2)の霜が引き起こしている可能性を示す新たな観測的証拠を発表した。火星の谷地形は地球の水による浸食地形と見た目がよく似ていることから、長年その成因をめぐって論争が続いてきた。
研究チームは、火星探査機マーズ・エクスプレス搭載の分光計「OMEGA」と、NASAの火星探査機マーズ・リコネッサンス・オービター(MRO)搭載の分光計「CRISM」の観測データを組み合わせて解析した。対象としたのは、火星の南極冠付近に位置する深い凹地群「シシフィ・カビ」という、通常の谷地形が多く見られる中緯度帯とは異なる特殊な地域だ。分光データを詳しく調べたところ、春の融解期にあたる時期、水に特有の波長1.5マイクロメートル付近の吸収帯がまったく検出されなかった一方、冬の間に地表を覆っていたCO2の氷が消失していく様子が確認されたという。
研究チームが導き出した形成メカニズムはこうだ。火星の春先、日照量が増えるにつれて透明なCO2の氷の下にある暗い色の土壌が温められ、氷の底面からCO2が昇華し始める。氷の下にガスが閉じ込められて圧力が高まると、やがて氷が破裂し、高速のCO2ガスの噴出とともに砂や土からなる暗い羽毛状の噴出物(プルーム)が勢いよく噴き出す。この過程で流動化した砂や岩くずが斜面を滑り落ち、地球の水を含んだ土石流と似た挙動を示すことで、谷地形が刻まれていくとみられるという。
火星は大気が非常に希薄で気温も低いため、表面に安定して液体の水が存在することは難しいとされてきた。今回の研究は、これまで一部で有力視されてきた季節性のCO2霜による地形変化説を、南極域の特定地点における詳細な分光データによって裏付けるものだ。研究チームは今後、他の谷地形についても同様の解析を進め、火星表面で現在も進行している地形変化の全体像を明らかにしていく方針だという。
出典: Universe Today「What’s Carving Active Gullies on Mars? It’s Not Water」(2026年9月11日)