土星の衛星タイタンの北極付近の湖のイラスト。湖の沿岸は高く盛り上がり、壁のように切り立っている。地球の湖との比較から、タイタンの湖の少なくともいくつかは、かつて地下で気体の爆発が起きたことによって形成されたと考えられる。(ILLUSTRATION BY NASA/JPL-CALTECH)
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 土星最大の衛星タイタンは奇妙な天体だ。太陽系の衛星で唯一、厚く濃い大気に包まれている。そして、私たちが知るかぎり、地球以外で唯一、永続的な湖や海がある。ただし、タイタンの湖や海を満たしているのは水ではなく、液体のメタンやエタンだ。(参考記事:「まるで地球、衛星タイタンの驚くべき写真」

 だが、その湖は想像以上に奇妙なものであるかもしれない。このほど科学者のチームが、今は亡き土星探査機カッシーニのデータを分析した結果、タイタンの湖は、地下で起きた爆発によって形成された可能性があるという論文が、9月9日付けで地学専門誌『Nature Geoscience』に発表された。(参考記事:「さよならカッシーニ、ついに土星衝突軌道に突入」

 タイタンの小さな湖には、沿岸部分が異常に高く盛り上がっているものがある。これは、地球の火山性クレーターによく似ている。火山性クレーターは、地下で起こった爆発によって形成される。論文によると、タイタンにあるこれらのクレーターは、凍った地面の下に閉じ込められた窒素ガスが爆発的に放出されることによって形成された可能性があるという。

 この仮説は決定的なものではない。検討されたのは一部の湖のみであるうえ、それほどの激しい爆発が起きたしくみも明らかになっていないからだ。

 しかし、この謎が解ければ、タイタンの地質学的な歴史だけでなく、生物学的な歴史さえ明らかになるかもしれない。タイタンの海や空からは、生命の構成要素となりうる有機化合物が見つかっている。湖の謎が解ければ、これらの興味深い成分ができたしくみの解明に役立つ可能性がある。(参考記事:「土星の衛星タイタンに「ビニル製」生命の可能性」

参考ギャラリー:まるで地球、衛星タイタンの驚くべき写真8点(画像クリックでギャラリーページへ)
大小の湖
カッシーニが撮影したタイタンの北部地域のモザイク画像に着色したもの。この地域には炭化水素の湖や海が無数にある。(IMAGE BY NASA, JPL-CALTECH, ASI, USGS)

地球の火山性クレーターとの類似

 円形のくぼみがあったら隕石や彗星の衝突によるものと考えたくなるが、タイタンの湖の多くは不規則な形をしていて、典型的な衝突クレーターには似ていない。そこで一部の科学者たちは、長い歳月をかけた化学反応による浸食でできたのではないかと考えてきた。地球上では、酸に弱い岩石が酸性の水に溶かされ、湖を形成することがある。同じようにタイタンでも、液体メタンが周囲の「岩盤」を溶かして湖を形成したのかもしれないとする説だ。

 けれども近年、タイタンの湖は地球の「マール」と同じではないかと考える科学者が出てきた。マールは円形または不規則な形のクレーターで、地下核実験のあとにできるくぼみに似ている。マールが形成されるのは、地下のマグマが地下水と混合して爆発的に火山性物質を噴出させたときや、高温の岩石が水を加熱し、水蒸気が岩石を空に噴き上げたりしたときだ。噴出が終わると、しばしばクレーター内に水が溜まる。

 科学者たちは今回、タイタンの湖を地球のマールと丹念に比較した。その結果、縁(沿岸部)が盛り上がり、ギザギザに切り立っているタイタンの液体メタンの湖は、やはり地球上のマールに似ていると結論づけた。

次ページ:地球の火山との違いは

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