Research press release


Nature Geoscience

Martian slopes may be carved by boiling water



Mario Masseたちは、地球上の火星実験施設で一連の室内実験を実施し、火星表面を模した条件下で水が堆積物とどのように相互作用をするかを調べた。Masseたちは、砂でできた斜面の頂上に氷の塊を置き、溶けた水が結果的にどのように砂を通って斜面下方に浸透するかを観察した。地球に似た条件下では、水が少しずつ流れることによる斜面の変化はほとんど見られなかった。しかしながら、火星に似た低圧条件下では、水は沸騰して砂粒を噴出させ、砂粒は山積みとなってやがて崩壊することが分かった。Masseたちは、実験室の斜面では、この過程が、火星で見られるのと似た小さな流路を形成することを発見し、赤い惑星でも同じような過程が働いている可能性があることを示唆している。

同時掲載のNews & Views記事で、Wouter Marraは、「大量の水や塩水が安定に存在することを必要とせずに、火星上の水の不安定性によって、観測された特徴を形成するために必要な形態学的活動を説明できる可能性がある」と述べている。

Previously observed changes to the surface of Mars may be the result of liquid water boiling under the low pressure of a thin atmosphere, according to a study published online this week in Nature Geoscience.

Under the low atmospheric pressure at the Martian surface, water is not stable as a liquid and will either quickly freeze or boil, meaning liquid water exists only temporarily. The streaks that have been seen to appear and lengthen on slopes during the Martian summer have been attributed to the action of flowing salty (briny) water, yet it is unclear how the temporary flow of small amounts of water might cause these surface changes.

Marion Masse and colleagues conducted a series of laboratory experiments on Earth in a Mars Chamber facility to observe how water interacts with sediment under simulated Martian surface conditions. They placed an ice block on top of a slope made of sand and observed how the resulting meltwater percolated downslope through the sand. Under Earth-like conditions, they observed little change to the slope due to the trickle of water. However, under Mars-like lower air pressures, they found that the water boiled and caused the ejection of sand grains, with grains piling up until the piles collapsed. The authors found that, in the experimental slopes, this process formed small channels that resembled those observed on Mars, suggesting that a similar process may be at work on the Red Planet.

In an accompanying News & Views article, Wouter Marra writes that, “instead of requiring the stability of substantial water or brines, it is the instability of water on Mars that may explain the morphological activity needed to form the observed features.”

doi: 10.1038/ngeo2706


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