New isotope obervations of Mars atmsopheric evolution: International collaboration of European and Japanese Mars exploration missions

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「火星は生命を保持しうる惑星環境だったのか」という学術的問いに答えることを目的とし、全く新しい2つの同位体分析手法を用いて過去に保有した水と大気量を明らかにする。独自の火星大気一次元光化学モデルを開発し、従来研究が考慮に入れていなかった光解離による同位体分別に着目した。その結果、CO中の炭素同位体13Cが170‰も枯渇することを示唆した。これは従来考えられてきた同位体分別効果よりも桁で大きな影響を与えうる驚くべき結果であり、15%も大気消失量推定値を下方修正する。この成果は、査読付き学術雑誌に出版済みである。また、欧州火星探査衛星TGO搭載赤外分光器NOMADを用いて、同位体導出に最適な波長域・吸収線を注意深く選定し、放射伝達コードによるリトリーバル手法を確立した。その結果、高度20-50kmのCO中の炭素同位体比の導出に成功し、強い13C枯渇を示唆したことは我々のモデル結果を支持する結果であった。この成果は、査読付き学術雑誌に投稿され、現在査読中である。海外共同研究者代表AnnC Vandaeleを東北大学に招聘し、NOMADデータ解析と数値モデル予測結果との定量的な比較議論を行ったとともに、海外共同研究者らを招聘し、NOMADサイエンスチーム会合を国内松島で開催、NOMADチームメンバーに広く本研究をアピールするとともに大学生らを交えた議論を推進することができた。MMX搭載質量分析器MSAの開発ならびに観測運用検討も計画通りに進んでいる。MSAとNOMADの観測結果を結合するための電磁流体モデルの開発も順調に進み、次年度の論文化を目指す。同位体分別に影響を与える表層付近の水やりとりの研究も成果があがりつつあり、次年度のモデル結合を目指す。一連の成果は、国内外の学術会議にて成果報告がなされている。