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高知大学理工学部の長谷川精氏（准教授）らの研究グループは、火星北半球に存在したと考えられる広大な海が、約32億年前に消失したとする推定を発表した。水槽実験と火星の地形・年代解析を組み合わせた研究で、その後も局所的な湖が断続的に形成された可能性を示した。論文は2026年10月1日、npj Space Explorationに公開された。
水位の変化が残す地形から、水環境の歴史を探る
初期の火星に広大な海が存在したのか、それとも個別の湖が点在していたのかは、長年議論されてきた。研究グループは、河川が運ぶ土砂によって形成されるデルタ地形に着目し、水位の変化と地形の形状の関係を調べた。
長崎大学の実験水槽では、水と堆積物の供給量を一定に保ちながら、水位を独立して操作した。水位が速く下がると流路の横移動が抑えられ、細長い堆積体が水域側へ伸びる「ロブ伸長型デルタ」が形成された。一方、水位が上昇すると、堆積面が段階的に重なる階段状地形が現れた。
研究グループは、NASAの火星探査機によるCTX画像やMOLAの高度データなどを使い、これらに似た地形の分布と標高を調査した。形成年代は、地表に残されたクレーターの大きさや密度から推定した。
その結果、ロブ伸長型デルタは、推定される古海岸線付近に集中し、約38億～32億年前の年代を示した。堆積物を運んだ河川も北半球の低地へ向かっており、研究グループは広大な海が存在し、約32億年前ごろに海退によって消失したという解釈を支持する結果とした。
これに対し、階段状地形は海岸線から離れたクレーターなどの閉鎖盆地に分布し、標高にも大きな幅があった。形成年代は主に約21億～1億年前に集中しており、海の消失後も局所的な湖が繰り返し形成された可能性を示している。
論文では、この階段状地形を「stepped fan-delta」と呼ぶ一方、通常のデルタに特徴的な前面堆積構造を欠くため、厳密には典型的なデルタではないと説明する。
今回の成果は、火星の水環境が広大な海から局所的で短命な湖へと変化した時期を推定するもので、海の消失後も液体の水が存在し得る環境が残されていた可能性を示している。
