惑星科学：大気と地形の過程によって生じた冥王星の氷河と揮発性物質分布の観測

冥王星には、複雑な大気に加えて、さまざまな表面の霜と地形がある。現在、スプートニク平原の巨大な氷河に関連する地質学的な活動が進行している。この氷河は、固体の一酸化炭素とメタンが混ざった窒素（N₂）の氷で主にできており、カロン対蹠点付近にある深さ4 km、幅1000 kmにわたるスプートニク平原の盆地を覆っている。この氷河の起源は、惑星内部の深部につながる供給源領域か、惑星規模で放出された揮発性物質を集積するシンクであると示唆されてきた。しかし、薄いN₂霜の堆積物は北半球の中緯度域でも検出されており、メタンの氷は、より暗色の、霜が存在しない赤道域を除く冥王星の大部分を覆っていることが観察されている。本論文では、冥王星におけるN₂、メタン、一酸化炭素の、数千年にわたる継時変化の数値シミュレーションの結果を報告する。このモデルは、低緯度の深い盆地におけるN₂の氷の堆積を予測し、1988年以降に観測されている大気圧の3倍増を再現している。このことは、スプートニク平原のN₂氷河の起源が、大気と地形の過程であることを強く示唆している。同じシミュレーションによって、観測された大気中の揮発性物質量が再現され、メタンや時にはN₂の霜が季節によって中高緯度域を覆っていることが示された。このことから、1990年代に報告された明るい北極冠と2015年に観測された氷の分布が説明される。さらにこのモデルは、季節的な霜の大半が次の10年間で消滅する可能性が高いと予測している。

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