天体衝突による大気はぎ取りと惑星大気進化への影響

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惑星への天体の衝突という現象は,惑星の大気進化,生命の起源と進化,地殻進化,環境変動などに大きな影響を及ぼす可能性があるという点で,極めて重要な意味を持つことが考えられる.特に,巨大天体衝突の際には,衝突蒸気雲が生じるとともに惑星の大気がはぎ取られる可能性が指摘されており,火星や地球の大気進化を考える上で非常に重要な過程として注目される.本研究は,天体衝突現象が,火星等の惑星の大気進化に与える影響について明らかにすることである.かつての火星においては,温暖かつ湿潤な気候状態が存在したことが示唆されており,その環境は二酸化炭素大気による強い温室効果によるものであったと考えられている.その状態から現在の寒冷な気候状態への遷移は,天体衝突が火星大気をはぎ取り,火星表層システム中から二酸化炭素を除去することによって起きうることがわかった.火星の自転軸傾斜角が大きく変動した可能性を考慮すると,天体衝突によってはぎ取られる必要のある大気量は自転軸傾斜角に大きく依存し,自転軸傾斜が小さいほどその量は小さいことがわかった.一方,自転軸傾斜が大きい場合には,より多くの大気がはぎ取られる必要がある.さらに,寒冷な気候状態への遷移の際に形成されるドライアイス極冠は巨大であり,現在そのような極冠は存在しない.そこで,気候か寒冷になった後も,極冠中の二酸化炭素を減少させるプロセスとして,衝突による大気はぎ取りが重要な役割を果たすことがわかった.結果として,天体衝突による大気はぎ取りが果たした役割は,火星をはじめとする惑星の気候と大気の進化とそれらの現状を理解する上で,非常に大きいことが明らかになった.これらのことに関連して2003年日本惑星科学会秋季講演会,Geophysical Research Letters誌において成果を発表した.