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

利用地下探测雷达阐明月球海洋区域的地质条件和地下结构

• 批准号: 14J03992
• 负责人: 石山 謙
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J03992/
• 关键词: 月; レーダーサウンダー; 衝突実験; 月科学研究

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。

这项研究包括阐明月球（1）的地质和月球的地下结构（2）。在研究（1）中，为了讨论月球的地质，在三个海洋区域估计了上月玄武岩层的介电常数，并根据值估算了孔隙率。但是，有效的培养基近似理论表明，即使培养基中的裂纹量相同，也由于裂纹各向异性而导致的介电常数变化。在这项研究中，我们验证了基于碰撞实验的介电常数估算孔隙率的方法的有效性。创建人造火山口后，围绕介电常数，密度和裂纹量，据显示，裂缝量增加了火山口附近，导致介电常数和密度降低。尽管我们还可以确认，由于裂纹的各向异性引起的介电常数的变化，腔室附近发生的实际裂纹差异很差，并且已经证实，通过将其视为同时性的方法是相当的。在研究（2）中，在二维中创建了用于雷达回波的计算机模拟代码，并研究了来自地形（例如熔岩管和故障）的电磁波的回声模式，并与月球雷达声音的观察数据进行了比较，但未识别相似的回声模式。原因之一是在二维模型中未重现在月球表面的空间不均匀性，例如粗糙度和介电常数。因此，我们确认需要3D ECHO模拟。为了与3D ECHO模拟进行比较，从月球雷达声音数据中得出了月球地下反射表面的3D图。使用此三维图的分析显示，一个比月球更大的倾斜角度的地下反射层，被认为是可见的证据表明，熔岩负荷偏转了月球岩石圈。研究结果（1）的结果（对海洋地区的介电常数的估计）已在学术期刊上发表，研究结果（2）（2）（大倾斜的地下反射层）已提交给学术期刊，并正在同行评审。

项目成果

Measurements of the permittivity, density, and volume fraction of crack around artificial impact crater

人工撞击坑周围裂纹的介电常数、密度和体积分数的测量

• 发表时间: 2016
• 期刊: 47th Lunar and Planetary Science Conference
• 作者: Ishiyama K.;A. Kumamoto;Y. Takagi;N. Nakamura;and S. Hasegawa
• 通讯作者: and S. Hasegawa

衝突実験に基づくクレーター周辺のバルク密度と誘電率の測定

基于撞击实验测量弹坑周围的体积密度和介电常数

• 发表时间: 2014
• 作者: 石山謙;熊本篤志;高木靖彦;中村教博
• 通讯作者: 中村教博

衝突実験による玄武岩標的中の密度・誘電率・クラック量の測定

通过冲击实验测量玄武岩靶材的密度、介电常数和裂纹数量

• 发表时间: 2015
• 作者: 石山謙;熊本篤志;高木靖彦;中村教博;長谷川直
• 通讯作者: 長谷川直

Mare volcanism: Reinterpretation based on Kaguya Lunar Radar Sounder data

• DOI: 10.1002/2013je004568
• 发表时间: 2014-03
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Planets
• 作者: S. Oshigami;Shiho Watanabe;Y. Yamaguchi;A. Yamaji;Takao Kobayashi;A. Kumamoto;K. Ishiyama;T. Ono

かぐやレーダーサウンダー観測データに基づいた月の海の地下構造の3次元化

基于 Kaguya 雷达探测器观测数据的月球海洋地下结构 3D 可视化

• 发表时间: 2015
• 作者: 石山謙;熊本篤志;中村教博
• 通讯作者: 中村教博