NASA探査車キュリオシティ、火星で広大な「ハニカム状の亀裂」を発見 14年の探査で最大規模
2026年8月1日 18:06
NASAの火星探査車「キュリオシティ（Curiosity）」が、見渡す限りの地表を覆うハニカム（蜂の巣）状の亀裂を発見した。14年に及ぶ探査ミッションの中でも前例のない規模であり、7月29日のNASAの発表時点では形成メカニズムは未解明とされている。現在、搭載機器による化学分析が進められており、この谷に過去に液体の水が存在したかどうかが明らかになる可能性がある。
■見渡す限りの地表を覆うポリゴン状の亀裂
NASAの科学チームは6月、火星探査車「キュリオシティ（Curiosity）」が発見した光景に驚嘆した。谷底の端から端まで、視界に入るすべての岩や孤立丘を包み込むように、ハニカム（蜂の巣）状の亀裂が広がっていたのだ。ゲール・クレーターを探索してきた14年間で、数十個の小さな多角形（ポリゴン）の亀裂が見つかったことはあったが、これほどの規模のものは初めてである。「Valle Grande（バレ・グランデ）」と名付けられたこの谷に広がる亀裂の規模について、7月29日のNASAの発表時点では原因は未解明とされている。現在、3つの地質学的メカニズムが候補として挙げられており、亀裂の隆起部分を機器で分析することでのみ、どれが正しいかを突き止めることができる。
この問いは、単なる見た目の問題にとどまらない。データがどのメカニズムを裏付けるかによって、数十億年前のValle Grandeの堆積物が地表の水と接触していたか、地表には全く水が存在しなかったか、あるいは厚い岩の下に埋もれた圧力によって水分が亀裂に押し出されたかが決まる。この谷がかつて微生物の生命が誕生しうる場所であったかどうかについて、これら3つの答えは全く異なる意味を持つ。
キュリオシティは、ゲール・クレーターの底にそびえる高さ約5キロメートル（3マイル）のシャープ山を登る継続的なミッションの一環として、Valle Grandeに入った。ミッションの4930および4931火星日（ソル）にあたる6月19日と20日、探査車は360度のパノラマ画像を撮影し、進入した地形の全容を明らかにした。
幅約4〜8センチメートル（1.5〜3インチ）の多角形の亀裂は、探査車が見渡せる限りのあらゆる方向に広がっていた。平坦な谷底だけでなく、チームが「Miraflores（ミラフローレス）」と名付けた高さ約6メートル（20フィート）の岩山の側面までも覆っていた。Mirafloresは、亀裂の入った平原の中に立つ、暗い砂をかぶった層状の岩の孤立した柱である。
NASAジェット推進研究所（JPL）でキュリオシティのプロジェクトサイエンティストを務めるAshwin Vasavada氏は、「キュリオシティの目を通して多くの魅力的な風景を見てきたが、このポリゴンの海には息をのんだ」と述べている。「我々はその形状と化学組成を慎重に測定しており、これらの地形がどのように形成されたのか、データの中に手がかりがあることを期待している」
ポリゴン状の亀裂がMirafloresを包み込み、平坦な地形だけでなく地形的な特徴の垂直な側面までも覆っているという事実は、亀裂の形成プロセスが露出した水平な泥の表面だけでなく、広範囲かつ均一に影響を及ぼしたことを示唆している。この地形への非依存性が、科学チームが直ちに単一の原因を特定できない理由の一つである。
■3つの形成メカニズム
ポリゴン状の亀裂は火星特有のものではない。地球上でも、干上がった湖底、北極の永久凍土帯、圧縮された古代の堆積物などで見られ、それぞれ異なる物理的プロセスによって形成される。
1つ目は、表面の乾燥（泥裂）である。最もよく知られたメカニズムであり、水を含んだ細粒の堆積物が蒸発によって水分を失うと、上層が収縮する一方で下層は同じサイズを保つ。この不一致によって生じた引張ひずみを、表面がひび割れることで解放する。初期の亀裂はT字型の交差を形成するが、湿潤と乾燥のサイクルを繰り返すことで、熱力学的に安定したY字型の接合部に変化し、連結したY字接合部が六角形のハニカム構造を作り出す。このメカニズムには、後に蒸発する地表の水が必要となる。
2つ目は、熱収縮割れである。寒冷な環境では、急激な温度変化によって地表の水がなくても地面が収縮し、ひび割れが生じる。地球上では、北極圏のツンドラ地帯に見られる氷楔（ひょうせつ）ポリゴンがこのプロセスによるものである。火星でも、高緯度地域（ユートピア平原）において、探査機フェニックスや軌道カメラHiRISEによって確認されている。現在のゲール・クレーターは昼夜で約100℃（180℉）の温度変化があり、古代の特定の条件下では収縮割れを引き起こすのに十分であった可能性がある。このメカニズムは地表の水を必要としない。
3つ目は、埋没圧縮と続成圧である。数千フィートの岩石の下に埋もれた堆積物は、圧縮されるにつれて内部の間隙水圧が上昇する。その圧力が堆積物の引張強度を超えると亀裂が生じ、乾燥や熱収縮で見られるのと同じポリゴン状のパターンを形成する。このメカニズムは、キュリオシティが現在走行しているのと同じ一般的な地質領域であるシッカー・ポイント層群の地層を分析したKronyakら（2019年）の研究によって、ゲール・クレーター内で文書化されている。埋没圧縮も地表の水を必要としない。
それぞれのメカニズムは、ポリゴンの隆起部分を埋める物質に特有の化学的痕跡を残す。表面の乾燥は、乾燥の縁に沿って可溶性塩、硫酸塩、ハロゲン化物鉱物を濃縮する。埋没圧縮は、深層地下水に見られるのと同じ鉱物（例えば硫酸カルシウムの鉱脈）で亀裂を埋める傾向があり、これはゲール・クレーター全体の埋没由来の亀裂で一般的である。熱収縮による隆起部分は通常、特有の可溶性濃縮を示さず、充填物質は周囲の母岩とよく似ている。
■搭載機器による化学分析
NASAの科学チームは現在、Valle Grandeのポリゴンに対してこの化学的痕跡のテストを実施している。宇宙科学研究所（Space Science Institute）のシニアリサーチサイエンティストであるWilliam Farrand氏が2026年7月1日に投稿したミッションブログによると、チームはポリゴンの隆起部分と中心部の化学的および組成的測定に複数の計画サイクルを費やした。
Farrand氏の報告では、詳細な機器キャンペーンについて次のように説明されている。「月曜日の4ソル計画では、APXSとMAHLIによる調査でポリゴンの隆起部分と中心部を観察した。（中略）ChemCam LIBSの測定はポリゴンに焦点を当て、異なる隆起部分で2回、ポリゴンの中心部で1回の測定を行った」
稼働中の3つの機器は、それぞれ異なる種類の情報を提供する。APXS（アルファ粒子X線分光計）は、接触距離で岩石表面の元素化学組成を測定する。MAHLI（火星ハンドレンズ撮像機）は、隆起部分の質感と形状のクローズアップ画像を提供する。ChemCam LIBS（レーザー誘起ブレークダウン分光器）は、最大約7メートル（23フィート）離れたターゲットにレーザーを照射し、微小なスポットを気化させて発生したプラズマの光の痕跡を読み取ることで、地表水の乾燥に伴う蒸発岩鉱物を示す硫黄、塩素、ナトリウムなどの化学元素を特定する。
これらの結果が分析されれば、3つの形成メカニズムのうちどれが原因であるかが判明し、Valle Grandeの谷底がかつて地表水のある環境であったかどうかが明らかになる。この決定は、古代の火星において地表が湿潤であった場所と、水が地下や氷としてのみ存在していた場所を示す地図に、新たなデータポイントを追加することになる。
■出所不明の「暗い色の丸石」
Valle Grandeの謎をさらに深めているのが、ポリゴン地帯に散らばる小石から丸石サイズの暗い色の岩石である。これらは、ポリゴンユニットの明るい色の堆積物質とは一致しない。
科学チームは、これらが何であるかをまだ把握していない。Farrand氏は、「これらが層序の高い位置から『流れ落ちてきた』火星の破片なのか、ゲール・クレーターの外での遠くの衝突によって放出されたものなのか、あるいは火星外から飛来した隕石なのかは、まだ解決されていない問題である」と記している。近隣地域で以前に見つかった暗い色の転石は、鉄・ニッケル隕石に共通する化学的特徴であるニッケル含有量の上昇を示していたが、Valle Grandeのポリゴン地帯にあるすべての暗い丸石が隕石であるかどうかはまだ確認されていない。
■14年目を迎えた探査ミッション
Valle Grandeでの発見は、キュリオシティの延長ミッションにおいて、古代火星の科学的理解を再構築し続ける一連の地質学的発見の最新のものである。探査車は2012年8月5日にゲール・クレーターに着陸し、当初は2年間のミッションが予定されていたが、現在は運用14年目を迎えている。
シャープ山を登るミッションのこれまでのハイライトには、古代の湖の波によって形成された波紋の跡、砕けた岩石サンプルからの硫黄結晶の発見、そして居住可能性の問いにとって最も重要なものとして、グレン・トリドン地域から採取された35億年前の粘土を含む岩石から20種類以上の有機分子が検出されたことなどが含まれる。
これらの有機物の検出は、生物学的起源、地質学的起源、あるいは隕石による飛来のいずれであるかを区別することはできなかったが、複雑な炭素化学物質がゲール・クレーターの古代の岩石の中で数十億年にわたって生き残ったことを確認した。2026年の初めには、シャープ山の別の地域からのChemCamデータにより、ゲール・クレーターでこれまでに見つかった中で最も高い濃度の鉄、マンガン、亜鉛が一緒に発見され、浅い古代の湖と一致する波打つ岩の中に保存されていることが明らかになった。
火星にはプレートテクトニクスがないため、地球の表面が絶えずそうであるように堆積層がリサイクルされることはない。地球上であれば数十億年前に破壊されていたであろう地質層が、層状の岩の山を登る探査車からアクセス可能な状態のまま残っている。この地質学的保存こそが、Valle Grandeのポリゴンを、地球が遠の昔に失った地質学的記録の新たな1ページにしているのである。
■注目ポイントQ&A
●キュリオシティのミッションは2026年現在も活動中ですか？
はい。キュリオシティは現在、当初予定されていたミッション期間の7倍にあたる14年間にわたり火星で稼働しています。現在はゲール・クレーター内のシャープ山上部を探索しており、火星の古代の湿潤な環境から現在の乾燥した環境への移行を記録する地質ユニットに焦点を当てています。探査車は依然として科学的な成果を上げており、搭載された実験機器はドリルで採取した岩石や表面サンプルの化学測定が可能な状態を保っています。
●ポリゴン状の亀裂とは何ですか？また、Valle Grandeでの形成原因が不確実なのはなぜですか？
ポリゴン状の亀裂とは、岩石の表面を多角形の幾何学的な形状に分割する、相互に繋がったひび割れのネットワークであり、ハニカム（蜂の巣）や乾燥した泥に似ています。これらは、表面の乾燥、熱収縮、または埋没圧縮という3つの異なるプロセスを通じて形成される可能性があります。それぞれのメカニズムは異なる条件下で働き、異なる化学的痕跡を残します。NASAのキュリオシティはこれまでにもゲール・クレーターでこれらの地形の小さなパッチを確認してきましたが、Valle Grandeのフィールドは火星での14年間で遭遇した中で群を抜いて最大かつ最も広範なものです。その規模の大きさ自体が、過去の単一の説明を簡単に当てはめることを困難にしています。チームは現在、ChemCam、APXS、MAHLIといった機器を使用してポリゴンの隆起部分の化学組成を分析しており、これによりどのメカニズムが原因であったかが明らかになる予定です。
●この発見は、Valle Grandeに地表水が確実に存在したことを意味するのですか？
まだ確定していません。現在進行中の機器による測定は、まさにそれを判断するために設計されています。化学分析によって、ポリゴンの隆起部分の縁に沿って可溶性塩や硫酸塩鉱物が濃縮されていることが示されれば、それは表面の乾燥（泥が乾燥してひび割れたこと）を裏付け、地表水が存在したことを示唆します。もし隆起部分に特有の塩の濃縮が見られなければ、地表水を必要としない熱収縮や埋没圧縮の可能性が高くなります。答えがどうであれ、この発見は重要です。古代のゲール・クレーターの地図に新たな地質ユニットを追加するものであり、化学分析の結果によって、Valle Grandeがかつて地表水のある環境であったかどうかが絞り込まれるからです。
●キュリオシティはポリゴンの隆起部分を分析するためにどのような機器を使用していますか？
Valle Grandeのポリゴン地帯では、3つの機器がアクティブにデータを収集しています。ChemCam LIBS（レーザー誘起ブレークダウン分光器）は、最大約7メートル（23フィート）離れた岩石表面にレーザーを照射し、発生したプラズマ中の化学元素を読み取ることで、乾燥に関連する蒸発岩などの鉱物を特定します。APXS（アルファ粒子X線分光計）は、表面にX線とアルファ粒子を照射することで、接触距離での元素の存在量を測定します。MAHLI（火星ハンドレンズ撮像機）は、隆起部分や中心部の質感のクローズアップ画像を提供します。チームはポリゴンの隆起部分と中心部の両方で測定を行い、2つのゾーンの比較を可能にしました。これは、乾燥起源と圧縮起源を区別するための重要な診断方法です。
●今回の発見は、キュリオシティが過去に火星で発見したポリゴンとどう違うのですか？
キュリオシティは2017年1月、シャープ山下部の「Old Soaker」と呼ばれる場所で、火星で初めて泥裂（乾燥による亀裂）を明確に確認しました。2023年8月には、粘土が豊富な岩石層と硫酸塩が豊富な岩石層の移行帯で六角形の亀裂パターンを発見し、Nature誌の査読付き研究で、古代の湿潤と乾燥の気候サイクルの繰り返しと関連付けられました。これら過去の発見は、特定のサンプル採取場所におけるパッチ規模の地形でした。一方、Valle Grandeのポリゴン地帯は規模が根本的に異なります。目に見える谷底全体を覆い、高さ約6メートル（20フィート）の岩山の基部を包み込んでおり、ミッションの14年間で前例のない広がりを見せています。
元記事: Curiosity Finds Mars Honeycomb Field: Scale Stumps Scientists After 14 Years