惑星科学：揮発性の窒素氷に富む層の対流が冥王星の地質学的な活力を駆動する

非公式にスプートニク平原と名付けられた揮発性の氷に満ちた広大で深い盆地は、冥王星の活発な地質学的活動の中核をなしている。この層は、窒素分子、メタン、一酸化炭素の氷からなるが、主要構成物は窒素氷であり、固体の対流で表面に現れる特徴に似た、差し渡しが約10～40 kmのセル構造、すなわち多角形構造になっている。本論文では、利用可能なレオロジーの測定値に基づいて、冥王星上で現在推定されている熱流条件では、厚さ1 kmを超える窒素氷の固体層が対流しているはずであることを報告する。さらに重要なことに、我々は、セルの大きな横幅が、固体窒素の厚さ数キロメートルの層内での対流で説明できることを、数値的に示す。窒素氷の粘性の温度依存性から、氷層がいわゆるsluggish lid型の様式で対流していることが示唆される。これは、太陽系内で今までに明確に観測されたことのない独特な対流モードである。平均表面水平速度は年間数センチメートルであることから、表面の移動時間または再生時間が約50万年であると見積もられ、スプートニク平原のクレーター保持年代に対する上限値1000万年よりもはるかに短い。同様の対流による表面再生は、カイパーベルト内の他の準惑星においても生じている可能性があり、こうした天体のいくつかが示す高いアルベドの説明に役立つかもしれない。

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