木星の衛星イオ、火山の下にマグマの海

　木星の衛星イオの地殻の下には、深いマグマの海が隠れていることを示す最新研究が発表された。

　イオは地球の月よりわずかに大きい程度だが、太陽系で最も火山活動の活発な天体だ。それほどの噴火を起こすイオの内部には、溶けた部分がどれだけあるのかという長年の議論に、今回の発見が回答を示した。

「イオには、常に400かそれ以上の活火山が存在する」と、今回の研究を率いたカリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の惑星物理学者、クリシャン・クーラナ氏は話す。「火山活動は強力で、火山プルーム（噴煙）が約500キロ上空まで噴き上がり、宇宙空間にまで達することもある」。

　しかし今回、広大なマグマの海が見つかったことで、「なぜこれほど多くの火山が存在し、溶岩はどこから出て来るのかという謎」が解けたという。

　クーラナ氏のチームは、NASAの宇宙探査機ガリレオが収集したデータを再分析して今回の発見に至った。ガリレオは1995〜2003年に木星の軌道を周回し、その間に、イオを含む木星の各衛星へのフライバイ（接近通過）を繰り返した。

　ガリレオのデータは、イオが木星の巨大な磁場を屈折させていることを、電磁誘導というプロセスを用いて明らかにしていた。この電磁誘導は、「空港の金属探知機に使われている原理とよく似たものだ」とクーラナ氏は述べている。

　クーラナ氏によると、マグマは導電率が高いという。この特性は、イオの地下に存在するとみられるものに近い、溶けた岩石を用いた実験で明らかになった。

　木星の磁場がイオを通り抜ける際、イオにあるマグマの海と相互作用を起こし、溶けた岩石の層の外縁に潮流が生じる。潮流は自ら電磁波を発生させ、その電磁波の作用で木星の磁力線が屈折することが、ガリレオのデータによって突き止められた。

　データによれば、イオのマグマは地表から約30〜50キロ地下の、地殻とマントルの間の層に存在するようだ。マグマの層は厚さが少なくとも50キロあり、最大で320キロに達する可能性もある。

　さらに、マグマはおそらく完全な液体ではなく、溶けた岩石や結晶が入り混じったマグマの軟らかさは、解けかけた雪と同程度だとクーラナ氏は言う。

　この熱い“ぬかるみ”は、木星の巨大な重力が引き起こす潮汐力によって生まれる。木星の軌道を周回するイオが潮汐力にゆっくりと“揉まれる”ことで、岩石の結晶が互いにこすれあい、膨大な量の熱が生み出される。

　マグマの海は、ひとたび形成されると内部に潮汐エネルギーを集め、マグマ層を熱い状態に保つと考えられる。「ドロドロしたマグマの海は、摩擦熱を起こすにはうってつけの環境だ」とクーラナ氏は話す。

　クーラナ氏によれば、イオの火山は多量のイオン化ガスを放出しており、それもまた木星の磁場と相互作用するため、今回のような発見はこれまで不可能だったという。

　磁場とマグマの海が起こすもう1つの相互作用を、この余計なデータと区別して検知できるコンピューターモデルが必要であり、それを開発するのに今まで時間がかかった。

　イオにマグマの海が存在する証拠を示した今回の研究は、5月12日に「Science」誌オンライン版で発表された。

Richard A. Lovett for National Geographic News

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