火星・アルシア山から伸びる長大な雲は“常識”をくつがえす？ 均質核生成で生じている可能性

火星のアルシア山の風下に長く伸びる雲について、ソルボンヌ大学の研究チームが、氷の粒が“種”を必要とせず水蒸気から直接生じる「均質核生成」によって形成されている可能性を示した。成果は学術誌「Nature Geoscience」に掲載された。ESAの火星探査機「Mars Express」が2018年9月21日に取得したデータが、研究の材料となっている。

この雲は「AMEC（アルシア山狭長雲）」と呼ばれ、火星の南半球で春から夏にかけての時期に、山の風下に毎朝現れては消えるというサイクルを数か月にわたって繰り返す。長さは最大で1800kmに達するという。通常、雲は大気中の微粒子を核として水蒸気が凝結して生じるとされ、火星では塵（ダスト）がその役割を担うと考えられてきた。しかし、従来の考え方にもとづく気象モデルではAMECを再現することが難しかった。研究チームが均質核生成をモデルに組み込んだところ、観測と完全には一致しない点はあるものの、AMECの特徴をうまく再現できたという。

研究チームによれば、形成の過程は次のように考えられている。アルシア山を越える風に対して山体が強い波を起こし、湿った空気が数分で数km持ち上げられる。その10分ほどの間に気温が30度も低下し、相対湿度が急上昇することで、水蒸気から氷の粒が直接生じ、風下に長大な雲が形成されるとみられている。Hernández-Bernal氏は、均質核生成はこれまで理論上の現象とされてきたとしたうえで、その様子を「窓ではなく部屋の真ん中に結露の水滴が現れるのに似ています」と表現している。

今回の結果は、火星で均質核生成が起きていることを強く示唆するだけでなく、地球の一部の雲や、場合によっては他の惑星の雲についても、形成過程の想定に疑問を投げかけるものだと研究チームは指摘する。雲には必ず“種”が必要だという前提が、すべての場合に当てはまるとは限らないということだ。これは地球の気象を理解するうえだけでなく、太陽系外惑星の大気を読み解くうえでも手がかりになると期待される。

製造業の視点で見れば、この研究が直接部品や装置の需要に結びつくわけではない。ただ、火星の大気や雲の振る舞いを捉えるには、探査機に搭載される観測機器や、低温環境で安定して動く部材が必要になる。今回のように観測データと気象モデルを突き合わせて仮説を検証する研究では、データの質と精度がそのまま結論の確からしさにつながる。日本の部品・素材メーカーが、こうした観測機器や関連部材の精密化の分野で関わる余地は、今後も一定程度あると考えられる。

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