火星: 赤い惑星について知りたかったすべて

火星は、太陽系で最も興味深く神秘的な惑星の一つです。その特性や植民の可能性で科学者、作家、芸術家、そして普通の人々の関心を引きます。

この記事では、火星の研究について、太陽系における位置から地質と大気までのすべてをお伝えします。赤い惑星の物理的特性、軌道、気候、表面、衛星について学びましょう。

太陽系における火星の位置

火星はどのように見えるのか？

火星は地球型惑星であり、固体の表面と薄い大気を持っています。火星には、小さな衛星が二つあります。フォボスとダイモスで、これらは小惑星に似ています。火星は酸化鉄（錆）の高含有により、明るいオレンジ色または赤みがかった色をしています。そのため「赤い惑星」と呼ばれています。火星の表面には、多くのクレーター、砂丘、丘、谷、火山、峡谷が見られます。

火星はどこにあるのか？

火星は、太陽系の中にあり、太陽を中心に回る八つの惑星、その衛星、小惑星、彗星、およびその他の天体から成り立っています。火星は、太陽からの距離で四番目の惑星であり、地球からの距離で二番目に遠い惑星です。

火星は太陽の周りを楕円軌道で回っており、近日点（太陽に最も近い点）と遠日点（太陽から最も遠い点）との距離の差が大きいです。

火星：太陽から四番目の惑星

火星は太陽からの距離で四番目の惑星であり、太陽からの平均距離は約2億2800万キロメートルです。これは、地球から太陽までの距離である約1億5000万キロメートルの約1.5倍です。

太陽からの距離が大きいため、火星は地球の約4分の1の太陽エネルギーしか受け取れず、その表面温度はより低くなっています。

火星から太陽と地球への距離

火星から太陽と地球への距離は一定ではなく、惑星の軌道上の位置によって変わります。太陽との最小距離は近日点で約2億700万キロメートルです。太陽との最大距離は遠日点で約2億4900万キロメートルです。

地球との最小距離は対立の際に約5600万キロメートルです。地球との最大距離は合の際に約4億100万キロメートルです。

火星の物理的特性

火星の直径

火星の直径は約6792キロメートル（4220マイル）で、地球の直径約12756キロメートル（7926マイル）の約半分です。

火星の半径

赤い惑星の半径は約3396キロメートルで、地球の半径約6378キロメートルの約半分です。

火星の表面積

火星の表面積は約1億4400万平方キロメートルで、地球の陸地面積約1億4900万平方キロメートルにほぼ等しいです。

火星の体積

火星の体積は約1630億立方キロメートルで、地球の体積約10830億立方キロメートルの約7分の1です。

火星の質量

火星の総質量は約6420億トンで、地球の質量約59720億トンの約10分の1です。

火星の密度

火星の密度は約3.93グラム/立方センチメートルで、地球の密度約5.51グラム/立方センチメートルの約1.3倍です。

火星の年齢

火星の存在期間は約46億年で、地球の形成期間約46億年にほぼ等しいです。

火星の軌道と自転周期

火星の日とその長さ

火星は自転しながら太陽の周りを回っています。火星が自転する時間を火星日またはソルと呼びます。これは約24時間39分で、地球の日より約40分長いです。

火星の年とその長さ

火星が太陽の周りを一周する時間を火星年と呼びます。これは約687地球日で、地球年の約1.9倍です。

火星の季節

火星の日と年の長さが異なるため、火星の季節も地球と異なります。火星には春、夏、秋、冬の4つの季節があります。ただし、火星の軌道が楕円形であるため、季節の長さは均等ではありません。

北半球の火星では、春が194ソル、夏が178ソル、秋が142ソル、冬が154ソルです。

南半球の火星では、春が142ソル、夏が154ソル、秋が194ソル、冬が178ソルです。

したがって、南半球の火星では季節がより極端です。これは、南の夏の間に火星が太陽に近く、南の冬の間に太陽から遠いためです。

火星の大気と気候

火星の大気の構成

火星には非常に薄い大気があり、主に二酸化炭素（95.32%）で構成されています。また、窒素（2.7%）、アルゴン（1.6%）、酸素（0.13%）、水蒸気（0.03%）、その他のガスが含まれています。

火星の大気圧は平均で約6ミリバールで、地球の大気圧約1013ミリバールの約160分の1です。

火星の低い大気圧のため、水は表面で液体の状態で存在できず、固体（氷）から直接気体（蒸気）に変わります。

火星の温度と温度範囲

火星の温度は、時間帯、季節、緯度、標高によって大きく異なります。平均して、火星の温度は約-63°Cで、地球の平均温度約15°Cより約5倍低いです。しかし、火星の温度は-143°Cから35°Cまでの広い範囲で変動します。

最も低い温度は、冬の間の極で-143°Cに達します。最も高い温度は、夏の間の赤道で35°Cに達します。また、火星の温度は一日の中でも大きく変動します。例えば、赤道では昼間の温度が約20°Cで、夜間の温度が約-73°Cです。

火星の天気

火星の天気は、大気の動きによって決まります。大気は、太陽放射、惑星の自転、地形の凹凸、季節の変化に影響されます。火星では、雲、霧、風、砂嵐、雪、霜などのさまざまな気象現象が観察されます。

火星の雲は、水氷や二酸化炭素の結晶で構成されており、大気の上層で形成されます。霧は、大気の下層で水蒸気の凝縮により形成され、谷やクレーターを覆うことがあります。

風は、地域間の温度と気圧の差によって生じ、最大で100m/sに達することがあります。

火星の砂嵐は、太陽系で最も強力で広範囲なものです。砂嵐は太陽を覆い、砂を60kmの高さまで持ち上げ、惑星全体を覆うことがあります。火星の砂嵐は、太陽に近い春と夏の南半球でより頻繁に発生します。

火星の雪と霜は、大気中の水蒸気や二酸化炭素が凍結して表面に降り積もることで形成されます。雪と霜は、冬の極でより頻繁に観察され、氷が形成されるのに十分な低温です。

火星の気候

火星の気候は、太陽からの距離、自転軸の傾斜、表面のアルベド、大気の組成、地質活動など、多くの要因に依存します。

火星の気候は、惑星の軌道の変化、自転軸の振動、火山活動、小惑星の衝突などによる地質時代の間に変化することがあります。火星には、極地、中緯度、熱帯の3つの主要な気候帯があります。

極地帯は、緯度60°以上に位置し、低温、高気圧、低湿度、少量の降水、弱い風が特徴です。

中緯度帯は、緯度30°から60°に位置し、適度な温度、中程度の気圧、中程度の湿度、中程度の降水、中程度の風が特徴です。

熱帯帯は、緯度30°以下に位置し、高温、低気圧、高湿度、多量の降水、強い風が特徴です。

火星の表面

火星の表面とその特徴

火星の表面は、火山活動、地殻変動、侵食、小惑星の衝突、氷河作用などのさまざまな地質過程によって形成された多様で複雑な地形です。

火星の表面には、古い表面と若い表面の2つの主要なタイプがあります。

古い表面は、多くのクレーターを持ち、これらの地域の古さと低い地質活動を示しています。

若い表面は、クレーターが少なく、地質活動がより活発であることを示しています。若い表面は、地形や構成がより多様であり、火山、峡谷、谷が見られます。

火星の火山

火星には、太陽系で最も大きく、数多くの火山があります。これらは、惑星の地殻下のマントルが持ち上がり、溶けることによって形成されました。

火星の火山は、形、大きさ、年齢が異なります。最も有名なのは、オリンポス山、アルシア山、パボニス山、アスクラエウス山で、これらは惑星の赤道にあるタルシス高原を形成しています。これらは、広くて平らな形の盾状火山です。

オリンポス山は、太陽系で最も高い火山で、海抜21.9キロメートルの高さと直径600キロメートルを持ちます。

火星の他の火山には、エリシウム山、アルボール山、アポリナリス山があり、これらは惑星の北半球と南半球に位置しています。これらの火山の高さは4〜8キロメートルで、直径は100〜200キロメートルです。これらは円錐形の火山で、細長く高い形をしています。

峡谷

火星には、太陽系で最も深く長い峡谷があります。これらは、地殻の亀裂と侵食によって形成されました。

火星の峡谷は、形、大きさ、年齢が異なります。最も有名なのは、惑星の赤道にあるマリネリス峡谷です。この峡谷の長さは約4500キロメートル、深さは最大7キロメートル、幅は2〜120キロメートルです。これは、太陽系で最大の峡谷であり、地球のグランドキャニオンよりも大きいです。

火星の他の峡谷には、ノクティス・ラビリンス、ヴァレス・マリネリス、カンドール・チャスマ、オフィール・チャスマなどがあり、惑星の西部に峡谷のシステムを形成しています。これらは、複雑で曲がりくねった峡谷で、多くの枝分かれや交差があります。

谷

火星には、多くの谷があり、これらは地殻変動、火山活動、侵食、氷河作用によって形成されました。それぞれの谷は、形、大きさ、年齢が異なります。

最も有名なのは、惑星の南半球にある河川の谷です。これらの谷は、長さが1000キロメートル、幅が10キロメートル、深さが100メートルに達します。これらは、かつて火星に流れた河川の痕跡です。

火星の他の谷には、惑星の北半球にある風の谷があります。これらの谷は、長さが100キロメートル、幅が100メートル、深さが10メートルに達し、風によって砂や塵が運ばれた結果です。

火星の氷の谷は、惑星の極地に位置し、長さが10〜100キロメートル、幅が10〜100キロメートル、深さが10〜100メートルです。これらは、氷が表面を移動して形成された溝です。

火星の表面（地面）の構成

火星の地面は、鉱物、塵、砂、砂利、岩石の混合物であり、惑星の地殻が崩壊して形成されました。この地面の構成は、地域、深さ、歴史によって異なります。

火星の地面で最も一般的な元素は酸素で、質量の約45％を占めています。他に多く含まれる元素は、鉄（約20％）、ケイ素（約15％）、マグネシウム（約7％）、アルミニウム（約6％）、カルシウム（約4％）、硫黄（約2％）などです。

酸化鉄（錆）の高含有のため、火星の地面は赤みがかった茶色をしています。

火星で最も一般的な鉱物は、ケイ酸塩、酸化物、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物です。

興味深いことに、火星の地面には、過去または現在の生命の痕跡である可能性がある有機物質の痕跡が発見されました。

火星の地面は、地域、深さ、季節によって異なる密度、多孔性、湿度、温度を持ちます。

火星のクレーター

火星のクレーターは、小惑星、彗星、その他の天体の衝突によって形成された表面の凹みです。火星のクレーターは、形、大きさ、深さ、年齢、状態が異なります。

最も大きなクレーターの直径は100〜1000キロメートル、深さは10〜100キロメートルです。これらは、約40億年前に形成された最も古いクレーターです。

最も小さなクレーターの直径は1〜10メートル、深さは0.1〜1メートルです。これらは、数年前から数百万年前に形成された最も若いクレーターです。

火星の砂丘と丘

火星の砂丘と丘は、風、水、氷の影響で塵、砂、砂利、岩石が移動し、堆積して形成されました。これらは、形、大きさ、高さ、色、配置が異なります。

最も大きな砂丘と丘は、10〜100キロメートルのサイズ、線形から星形の形、10〜100メートルの高さ、赤から黒までの色を持ちます。これらは、最も若く、風の影響で常に変化する地形です。

最も小さな砂丘と丘は、高さと直径が10メートル以下で、ドーム状またはこぶ状の形、黄色から白までの色を持ちます。これらは、最も古く、風の影響でほとんど変化しない地形です。

火星の自然資源

火星の自然資源は、科学研究、植民、採掘、観光など、さまざまな目的で利用できる天然の材料とエネルギーです。最も重要な自然資源は、水、金属、エネルギーです。

水

火星の水は、生命の維持、科学研究、植民、観光などにとって不可欠な資源です。火星の水は、固体、液体、気体の3つの状態で存在します。

固体の水は、極地、地下、隕石の形で存在します。液体の水は、地下河川、湖、帯水層の形で存在します。気体の水は、大気中の水蒸気の形で存在します。

火星の水の量は、約2000〜3000万立方キロメートルと推定されており、地球の水の量約1400万立方キロメートルの約50分の1です。

火星の水は、将来の火星での人類の生活を維持するために不可欠です。火星の水は、さまざまなミッションとツールを使用して積極的に研究され、探索されています。

金属

火星の金属は、建設、製造、エネルギー、通信、輸送、貿易など、さまざまな目的に利用できる貴重な資源です。これらは、元素、合金、鉱石、隕石の形で存在します。

火星で最も一般的な金属は、鉄、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、鉛、金、プラチナです。その量は数十億トンと推定されており、地球の金属の量約800億トンの約100分の1です。

エネルギー

エネルギーは、照明、暖房、冷却、移動、加工、情報の伝達と保存など、あらゆる活動に必要な資源です。火星のエネルギーは、太陽、風、地熱、原子力、化学の形で存在します。

火星のエネルギーの量は、数兆キロワット時と推定されており、地球のエネルギー量の約1000倍です。

火星の地質過程

火星の地質過程は、温度、圧力、湿度、重力、太陽放射、磁場、惑星の内部構造と活動など、多くの要因に依存します。以下に、最も重要なものを見ていきます。

火山活動

火星の火山活動は、過去に活発でしたが、現在はほとんど停止しています。火山活動は、オリンポス山、アルシア山、パボニス山、アスクラエウス山など、太陽系で最大の火山の形成に寄与しました。また、タルシス高原、エリシウム高原などの高地も形成されました。

火山活動は、火星の大気の組成と温度、水と氷の分布、表面の化学組成と鉱物組成に影響を与えました。

地殻変動

地殻変動は、惑星の地殻がプレートに分かれ、惑星のマントルで発生する力によって互いに移動する過程です。火星の地殻変動も過去に活発でしたが、現在はほとんど停止しています。

この過程により、太陽系で最も深く長い峡谷であるマリネリス峡谷、ヴァレス・マリネリス、ノクティス・ラビリンスなどが形成されました。また、尾根、グラーベン、褶曲、断層などの構造も形成されました。

侵食

侵食は、風、水、氷、重力、衝撃などの要因によって惑星の表面が崩壊し、移動する過程です。火星の侵食は、過去にも現在にも活発です。

侵食によって、火星の最も古いものから最も新しいものまでの地形が形成されました。これには、河川の谷、風の谷、氷の谷、クレーター、砂丘、丘などが含まれます。

火星の核

火星の核は、鉄、ニッケル、その他の重い元素で構成されています。その半径は約1800キロメートルで、惑星の質量の約15％、温度は約1500°Cです。

火星の核は、外核と内核の2層に分かれています。外核は液体の層で、内核の周りを回転し、惑星の地磁気を生成します。内核は、鉄とニッケルの結晶で構成された固体の層です。

火星の核は、惑星のマントルと地殻の温度、圧力、密度、組成、地磁気、惑星の生命の存在の可能性に影響を与えます。

火星の磁場

火星の磁場は、惑星の核、マントル、地殻、大気中の電荷を帯びた粒子の動きによって生じる力です。火星の磁場は、複雑で不安定な構造を持ち、全球磁場と局所磁場で構成されています。

全球磁場は、惑星の地殻の残留磁気によって生じる弱く不規則な磁場です。局所磁場は、惑星の大気中の電離したガスの乱流によって生じる強力で断片的な磁場です。

火星の磁場は、宇宙空間の帯電粒子の分布と運動、太陽風と宇宙線からの惑星の保護、磁気圏とオーロラの形成、気候と天気、地球化学と地球生物学、惑星の生命の存在の可能性に影響を与えます。

火星の重力

火星の重力は、すべての物体を惑星の中心に引き寄せる力です。重力は、惑星の質量と半径、およびその表面からの距離に依存します。火星の重力は地球の約38％、すなわち約3.7m/s²です。

重力は、惑星上の物体の重さと運動、惑星の形とサイズ、衛星の軌道と回転周期、潮の満ち引き、大気圧と温度、地質学と測地学、生物学と生理学に影響を与えます。

火星の地震

火星の地震は、過去にはまれで弱かったですが、現在ではより頻繁で強力になっています。これらは、地殻変動、火山活動、小惑星の衝突、熱的ストレス、水と氷の相変化、太陽と衛星との重力相互作用など、さまざまな原因によって引き起こされます。

火星の地震は、地震のエネルギーを示すマグニチュードスケールで測定されます。記録された最も強い火星の地震は、マグニチュード約4.5で、地球の中規模地震に相当します。

火星の衛星

火星の衛星は、フォボスとダイモスと呼ばれます。これらは、1877年にアメリカの天文学者アサフ・ホールによって発見されました。

フォボスとダイモスは、不規則な形状と小さなサイズを持ち、多孔質の岩石物質で構成されており、厚い塵と砂利の層で覆われています。両方の衛星は、自転しながら火星の周りを同じ速度で回転し、常に火星に対して同じ面を向けています。

フォボス衛星

フォボスは、火星に最も近い衛星で、惑星の中心から約6000キロメートルの距離にあります。フォボスの直径は約22キロメートル、質量は約100億トンです。

フォボスは、不規則な形状で、ジャガイモのような形をしています。多くのクレーターがあり、その中で最大のものはスティックスと呼ばれます。また、衝撃や地殻の応力の痕跡であるいくつかの溝もあります。

フォボスは、火星の周りを7時間39分で一周し、火星の日よりも短いです。このため、フォボスは太陽よりも速く空を移動し、1日に2回沈んだり昇ったりすることがあります。

フォボスは、火星の重力引力のために徐々に火星に接近しており、数百万年後にはリングに砕けるか、火星の表面に落下する可能性があります。

ダイモス衛星

ダイモスは、火星から遠く離れた衛星で、惑星の中心から約23000キロメートルの距離にあります。ダイモスの直径は約12キロメートル、質量は約20億トンです。

ダイモスは、不規則な形状で、三角形のような形をしています。フォボスよりもクレーターが少なく、最大のものはスウィフトと呼ばれます。

ダイモスは、火星の周りを30時間18分で一周し、火星の日よりも長いです。このため、ダイモスは太陽よりも遅く空を移動し、2日に1回沈んだり昇ったりすることがあります。

ダイモスは、火星の重力引力のために徐々に火星から遠ざかっており、数十億年後には軌道を離れて自由な小惑星になる可能性があります。

結論

火星は、地球と多くの共通点を持ちながらも、それとは異なる驚くべきユニークな惑星です。火星には、赤い色、二つの衛星、四つの季節、最大の火山と峡谷、薄い大気、砂嵐、氷の極冠、古代の河川谷、自然資源、地質過程など、多くの興味深い特徴があります。

火星は、太陽系の起源と進化、他の惑星での生命の可能性、火星の植民と観光の展望など、多くの疑問に答えるための科学的関心と研究の対象です。

火星は、新しい地平と可能性を開くことができる注目と研究に値する惑星です。

火星は、その赤い色から生命を支える可能性まで、何千年もの間、人類を魅了してきました。次のビデオでは、赤い惑星がガスと塵からどのように形成されたのか、その極冠が生命にどのような意味を持つのかを学びます。