水星、表面の痕跡以上に40%大きく収縮していた

水星の表面に見られる地質構造から推定された惑星の収縮量が、実際にはこれまでの推定よりも大きかった可能性が新たな研究によって示唆された。北海道大学、ドイツ航空宇宙センター、東京大学による国際共同研究が、表面の粗さが古い地質的な痕跡を隠していることを明らかにし、水星の収縮量は従来の推定より40%以上大きい可能性があると報告している。この発見は、惑星科学の知見を深めるだけでなく、宇宙探査に用いられる高精度計測技術の重要性を改めて示すものである。

水星は太陽に最も近い惑星であり、誕生から数十億年の歴史のなかで、内部の熱が少しずつ失われてきた。内部が冷却される過程で惑星全体が体積を減らし、その結果として地表の岩石は圧縮され、干からびた果実の表面がしわになるのと同じように、尾根と崖が次々と形成されてきた。こうした圧縮による地形（科学者は「短縮構造」と呼ぶ）は、水星がこれまでどの程度収縮したかを推定するための有力な手がかりとなり、従来の研究では半径が約8.3キロメートル縮小したと考えられていた。

今回の研究が注目したのは、こうした圧縮による地形が水星の表面全体に均等に分布していないという点である。研究チームが全球的な表面粗さの地図と圧縮構造の分布を比較した結果、表面が滑らかな領域ほど圧縮構造がより多く確認できる一方、表面が粗い地域では明らかに少なく観察される傾向が見出された。特に重要だったのは、隕石の大規模衝突によって周辺に散乱した物質（エジェクタ）が古い地質構造を覆い隠してしまう現象である。ラハマニノフクレーター周辺では、衝撃で散乱した粗い堆積物で覆われた地域に圧縮構造が顕著に少なく、さらにクレーターに近づくほど構造が見えなくなる傾向が確認された。これは、圧縮による痕跡が衝突物質の下に埋もれてしまっていることを強く示唆している。見えていない地質構造を数学的に補正して推定し直した結果、水星の実際の半径収縮は11.6キロメートルと算出された。これは従来の8.3キロメートルから3.3キロメートルの増加であり、40%近い上方修正である。

この発見の意味は惑星科学の知見にとどまらない。日本と欧州が共同で進めるベピコロンボ探査機は、水星表面の起伏をこれまで以上に高い精度で計測できるレーザー高度計（BELA）を搭載しており、今後さらに精密な測定が期待されている。同様の現象は月など他の天体でも起きている可能性があり、表面が複雑な天体ほどこのような隠れた地質構造が存在する可能性が高いと考えられる。

宇宙探査ミッションの精密化は、日本の製造業にも直接的な影響をもたらす。ベピコロンボのような国際ミッションで用いられる高精度な計測機器は、光学系部品、レーザーモジュール、超高感度センサー、データ処理用の電子機器など、多くの産業分野にかかわる部品で構成されている。国際的な宇宙探査プロジェクトへの参画が増えるなか、日本の部品・装置メーカーには、こうした精度要求の高まりに対応する技術開発が求められている。表面計測、環境耐性、長期信頼性という三つの要件を同時に満たす部品の開発と供給は、今後の宇宙産業における重要な競争軸となっていくだろう。

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