極寒の冥王星、なぜ海が? ハイドレート層が断熱か

2019/5/22 11:18
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極寒の冥王星の地下に存在が指摘されている海(内部海)はなぜ凍らないのか――。北海道大などの研究グループが、氷と海の間にメタンハイドレートの層があれば断熱材の役割を果たし、水が凍らずに存在し続けることを数値シミュレーションで解き明かした。

内部海は木星や土星の衛星でも見つかっているが、極寒の惑星で内部海が維持される新たなメカニズムが明らかになったことで、地球外生命体の可能性がより広がる。

冥王星は2015年に米航空宇宙局(NASA)の探査機が観測し、分厚い氷の地表の下に海が存在し、窒素が多い大気を持っていることなどが明らかになった。だが、地表の温度がマイナス220度という寒さで内部海が凍らない理由は分かっていなかった。

北海道大大学院の鎌田俊一准教授らは、熱伝導率が氷の4分の1という高い断熱性を持ち、窒素よりメタンを好んで取り込むガスハイドレートの性質に着目。内部海の下にある岩石核が発熱源となり、その有機物が分解されて発生する窒素とメタンのうち、水分子がメタンを取り囲み、氷と海の境でメタンハイドレートが作られると仮定した。

さらに、冥王星の誕生から現在まで46億年の温度変化をシミュレーションしたところ、メタンハイドレートが存在しない海は約8億年前までに完全凍結し、存在する場合はほとんど凍結しないという結果が得られた。

海の表面でメタンハイドレートが作られるには表面が氷で覆われているなど低温・高圧で、海の中にガスがあることが条件という。研究チームには北海道大の他、大阪大、神戸大、徳島大なども参加。論文は21日、英科学誌電子版に掲載された。〔共同〕

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