Research press release

惑星科学:冥王星での氷火山の活動

Nature Communications

Planetary science: Ice volcano activity on Pluto

NASAの探査機ニューホライズンズが準惑星である冥王星で撮影した画像を解析したところ、冥王星で比較的最近に氷火山活動が盛んに起こった地域があり、最も高い氷火山が標高7000メートルに達していることが分かった。この知見を報告する論文が、Nature Communications に掲載される。

氷火山活動は、我々の太陽系のいくつかの地点で観測されており、火山活動による氷状物質の分布の原因として説明されている。冥王星には岩石質の核があるが、これまでの研究から、冥王星内部の加熱は、その歴史の大半において低レベルだったことが示唆されていた。

今回、Kelsi Singerたちは、スプートニク平原という氷床の南西に位置する約1000キロメートルの太古の衝突盆地で、不規則な側面を持つ巨大な隆起地形が数多く分布している地域の画像を解析した。Singerたちは、この地域の地形と組成を調べ、それが氷火山活動と水氷を中心とする物質によって形成されたという考えを示している。Singerたちによれば、この地域には数多くの火山ドームが存在し、それらは高さ数千~7000 メートル、直径約10 ~150キロメートルに及び、一部のドームは合体してより大きな構造物を形成しているという。Singerたちは、こうした巨大構造物の1つとして知られるライト山の推定体積は、地球上で最大の火山の1つである米国ハワイ州のマウナロア山の体積に近いと考えている。Singerたちは、この地形が形成されるには、いくつかの噴火地点と、氷火山を作り上げるための大量の物質が必要だったことを示している。

Singerたちの観測結果によれば、この地形に衝突クレーターはなく、これは冥王星の他の地域の地表とは対照的である。そのため、Singerたちは、この地域での氷火山活動は冥王星の歴史において比較的最近のことであり、冥王星の内部構造に、氷火山活動を推進する残留熱あるいはこれまでの予想を超える量の熱が蓄積されている可能性があるという考えを示している。

An analysis of images of Pluto from NASA’s New Horizons spacecraft reveals an area of the dwarf planet dominated by relatively recent ice volcano activity, which contains volcanoes up to 7km tall. The findings are published in Nature Communications.

Cryovolcanism (ice volcanism) has been observed at several places in our Solar System and describes the placement of icy material via volcanic processes. Pluto has a rocky core but previous research has suggested interior heating would be at a low level for most of Pluto's history.

Kelsi Singer and colleagues analysed images of an area lying to the south-west of the Sputnik Planitia ice sheet, which covers an ancient impact basin of approximately 1,000km and is dominated by large rises with irregular flanks. The authors examined the geomorphology and composition of the area and suggest it was created by cryovolcanism and the material consists mostly of water ice. They describe many volcanic domes in the region, ranging from a few kilometres up to 7km tall, and around 10km to 150km across, with some domes merging to form larger structures. The authors suggest the inferred volume of a large structure known as Wright Mons is similar to the volume of Mauna Loa in Hawai’i — one of the biggest volcanoes on Earth. They indicate that creation of the terrain would have required several eruption sites and a large volume of material to create the ice volcanoes.

The authors observed the terrain is free from impact craters, which is in contrast to some other areas of Pluto’s surface. The authors hence propose that the cryovolcanic activity in this area must be relatively recent in Pluto’s history and may indicate that Pluto’s internal structure has residual heat or more heat than previously anticipated, to drive such cryovolcanic activity.

doi: 10.1038/s41467-022-29056-3

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