地下探査レーダによる月の海領域における地質状態および地下構造の解明

本研究は、(1)月の地質および、(2)月の地下構造の解明から成る研究である。研究(1)では、月の地質を議論するため、3カ所の海領域において、月上部玄武岩層の誘電率を推定し、その値から空隙率を推定した。しかしながら、有効媒質近似理論から、媒質中のクラック量が同じでも、クラックの異方性によって誘電率が変化することを示唆されたことから、本研究では、衝突実験に基づいて、誘電率から空隙率を推定する方法の妥当性を検証した。人工的なクレーターを作成し、その周辺の誘電率・密度・クラック量を測定した結果、クレーター近傍でクラックの量が増加し、それが誘電率や密度の低下を引き起こしていることが明らかとなった。クラックの異方性による誘電率が変化も確認できたが、クレーター近傍に生じた実際のクラックは異方性に乏しく、等方と見なして誘電率から空隙率を推定する方法が近似的に妥当であることを確認することができた。研究(2)では、２次元でのレーダエコーの計算機シミュレーションコードを作成し、溶岩チューブや断層などの地形からの電磁波のエコーパターンを調べ、月レーダーサウンダー観測データとの比較を試みたが、類似したエコーパターンの同定には至らなかった。月面上のラフネスや誘電率等の空間的な非一様性を2次元モデルでは再現でないことが原因の1つとして挙げられる。そのため、3次元エコーシミュレーションの必要性を確認した。3次元エコーシミュレーションとの比較の準備として、月レーダーサウンダーデータから月地下反射面の３次元マップの導出を行った。この３次元マップを活用した解析から、月面よりも傾斜角の大きい地下反射層が発見され、月リソスフェアが溶岩荷重によってたわんだ観測的証拠と考えられる。研究(1)の成果（海領域の誘電率推定）は学術誌で公表済、研究(2)の成果（傾斜角の大きな地下反射層）は学術誌に投稿し査読中である。

本研究は、(1)月の地質および、(2)月の地下構造の解明から成る研究である。研究(1)では、月の地質を議論するため、3カ所の海領域において、月上部玄武岩層の誘電率を推定し、その値から空隙率を推定した。しかしながら、有効媒質近似理論から、媒質中のクラック量が同じでも、クラックの異方性によって誘電率が変化することを示唆されたことから、本研究では、衝突実験に基づいて、誘電率から空隙率を推定する方法の妥当性を検証した。人工的なクレーターを作成し、その周辺の誘電率・密度・クラック量を測定した結果、クレーター近傍でクラックの量が増加し、それが誘電率や密度の低下を引き起こしていることが明らかとなった。クラックの異方性による誘電率が変化も確認できたが、クレーター近傍に生じた実際のクラックは異方性に乏しく、等方と見なして誘電率から空隙率を推定する方法が近似的に妥当であることを確認することができた。研究(2)では、２次元でのレーダエコーの計算機シミュレーションコードを作成し、溶岩チューブや断層などの地形からの電磁波のエコーパターンを調べ、月レーダーサウンダー観測データとの比較を試みたが、類似したエコーパターンの同定には至らなかった。月面上のラフネスや誘電率等の空間的な非一様性を2次元モデルでは再現でないことが原因の1つとして挙げられる。そのため、3次元エコーシミュレーションの必要性を確認した。3次元エコーシミュレーションとの比較の準備として、月レーダーサウンダーデータから月地下反射面の３次元マップの導出を行った。この３次元マップを活用した解析から、月面よりも傾斜角の大きい地下反射層が発見され、月リソスフェアが溶岩荷重によってたわんだ観測的証拠と考えられる。研究(1)の成果（海領域の誘電率推定）は学術誌で公表済、研究(2)の成果（傾斜角の大きな地下反射層）は学術誌に投稿し査読中である。