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火星の気候変動の天文学的理論
The astronomical theory of climatic change on Mars

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Owen B.ToonJames B.PollackWilliamWardJoseph A.BurnsKennethBilski
 公開:Volume 44, Issue 3, December 1980, Pages 552-607
 

日本語訳:青山貞一 東京都市大学名誉教授
投稿日:2020年12月20日

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火星の気候変動の天文学的理論
The astronomical theory of climatic change on Mars
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Owen B.ToonJames B.PollackWilliamWardJoseph A.BurnsKennethBilski
 公開:Volume 44, Issue 3, December 1980, Pages 552-607

抄録  現在は抄録のみです

火星の軌道や斜度の変化による太陽エネルギー沈着量の変化に対する火星の気候の応答を調べる。二酸化炭素、水、ダストの季節的な周期を系統的に調査し、様々な軌道構成の気候の全体像を提供する。我々は、低斜度(15°)では、大気圧が1mbar以下に低下し、ダストストームが停止し、厚い永久的なCO2キャップが形成され、レゴリスがCO2を放出し、永久凍土の境界が極域に移動すると、H2O極地氷床が発達することを発見した。高い斜度(35°)では、年間平均の極地温度は約10°K上昇し、極地レゴリスをわずかに脱離させ、大気圧を10~20mbar以下に上昇させる。夏の極地の地温は273°Kまで上昇するでしょう。

水の氷冠は不安定で、平衡永久凍土境界が赤道方向に移動すると消滅する可能性があります。しかし、高い偏心度では、極域の氷床が他の極域よりも一方の極域で有利になるでしょう。斜度が高い場合には、偏心周期とは無関係に、両半球の夏季に砂嵐が発生する可能性がある。近日点の偏心と経度は、適度な斜度(25°)で最も重要である。偏心度が高い場合や近日点の経度が夏至の位置に近い場合には、塵嵐の発生や極域の氷の広がりやアルベドに半球的な非対称性が生じると考えられる。 気候と惑星軌道の関係を系統的に検討することで、極地層の形成に関する新しい理論が得られる。極地層の段状構造は、偏心や斜度の変化により、塵埃の多い恒久的なH2O極冠から水の氷が押し出されることで発生する。

このとき、塵の薄い(数メートル)層が、汚れた、わずかに厚い(数十メートル)氷床の上に形成され、その複合体は、主に水の氷で構成された層状体として保存されます。斜面での日射量の変化のために、層状体の端が露出している部分には、極方向と赤道方向の一連の瘢痕が形成されている。これらのスカルプは軌道の変化とは無関係に, 赤道側の斜面の侵食と極側の斜面への堆積の両方によって極側に伝搬する. スカルプの伝搬は、ラミナを再浮上させ、再利用することで特徴的な渦巻き状の段丘を形成し、新たな永久氷冠を形成するための水の供給源となる。

極域ラミナの境界は、軌道の変化に伴って恒久的なH2O氷冠の最遠方への広がりを示している。極域のデブリの境界は、軌道が変化するにつれて、年間CO2キャップの最も遠い赤道方向への拡張を示している。 火星のレゴリスは、現在、二酸化炭素の重要な地球化学的吸収源となっています。CO2は炭酸塩の形成によって大気から不可逆的に除去されています。CO2はレゴリスの吸着によっても除去されています。軌道の変化による極域の温度上昇は十分ではない。