火星のハーグレイブスクレーターにおける砂丘の熱物理的および組成的分析

火星のハーグレイブスクレーターにおける砂丘の熱物理的および組成的分析
2021年9月13日に提出
2001年のマーズオデッセイ熱放射イメージングシステム（THEMIS）とマーズグローバルサーベイヤー（MGS）の熱放射分光計（TES）を使用して熱放射スペクトルを分析し、火星のハーグレイブスクレーターの砂丘の粒径と鉱物組成を特徴付けます。砂丘の熱慣性とバルク組成を、表面構成材料の熱赤外線応答から推定された来歴と比較しました。マルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）手法を使用して、砂丘のフィールド構成に対する各推定来歴によってもたらされる鉱物学のバルク量を推定します。238 +/- 17 Jm-2K-1s-0.5の平均熱慣性値は、約391 +/- 172umの平均有効粒径で構成される表面に対応する砂丘で見つかりました。この有効な粒子サイズは、細粒砂と粗粒砂が混ざった中程度の砂サイズの材料の存在を示唆しています。砂丘は、固まっていない材料と混合された弱く硬化した表面で構成されている可能性があります。組成分析は、砂丘が長石、かんらん石、輝石、および比較的低いバルクシリカ含有量の混合物で構成されていることを示しています。砂丘の物質は、物理的な風化、特に風食に由来する可能性があり、主にクレーターのクレーター噴出物ユニットに由来し、クレーターの床とクレーターの縁と壁の岩相からの少量と混合されています。組成分析は、砂丘が長石、かんらん石、輝石、および比較的低いバルクシリカ含有量の混合物で構成されていることを示しています。砂丘の物質は、物理的な風化、特に風食に由来する可能性があり、主にクレーターのクレーター噴出物ユニットに由来し、クレーターの床とクレーターの縁と壁の岩相からの少量と混合されています。組成分析は、砂丘が長石、かんらん石、輝石、および比較的低いバルクシリカ含有量の混合物で構成されていることを示しています。砂丘の物質は、物理的な風化、特に風食に由来する可能性があり、主にクレーターのクレーター噴出物ユニットに由来し、クレーターの床とクレーターの縁と壁の岩相からの少量と混合されています。
キーワード：太陽系惑星（1260）—太陽系天文学（1529）—太陽系（1528）—内惑星（797）—火星（1007）

図1.a）ハーグレイブスクレーターは、ニリ谷の東、イシディス盆地の北西に位置し、Jezero流域（Goudge et al.2015）。 背景モザイクは、MOLAカラー化された標高データで構成されています。
THEMIS画像モザイク。 拡大された場所（a）は、黄色の星が示すTHEMIS昼間の赤外線画像に示されています。
クレーター内の砂丘フィールドの場所。 b）CTX画像解像度の砂丘フィールド。 c）派生した砂丘ポリゴンレイヤー
エムランらによる。 （2019a）。 赤いポリゴンは、クレーター内の砂丘を強調しています。 この図は、Emran etal。の後に再現されています。（2020）。 上が北です。


図2.ハーグレイブスクレーターとその周辺の地質図。 クレーターイジェクタ（Ce）、クレーター床材（Cfm）、クレーター
クレーター内の中央ピーク（Ccp）、リムと壁の材料（Crw）、扇状地（AF）、砂丘の材料（Du）ユニット
外側クレーターエジェクタ（Ce（外側））ユニット。 挿入図（右上）は参照場所です。 背景モザイクはで構成されています
THEMIS昼間の赤外線画像。 砂丘ユニットは、Goudgeでは表面デブリカバー（Ac）ユニットとして説明されていることに注意してください。
etal。 （2015）。 この図は、Goudge etal。の後に再現されています。 （2015）。 上が北です。


図3.a）夜間のTHEMISサーマルから得られた砂丘と周囲の物質の熱物理的特性
赤外線データがCTXモザイクにオーバーレイされます。 暖かい色は、より高い熱慣性を表します。 砂丘とそれに関連する
砂エプロンは、周囲よりも熱浸透率が比較的低くなっています。 b）砂丘の色調変化
CTX画像解像度の砂丘以外の素材。暗い色調で砂丘と砂丘以外の素材が区別されます。 NS）。 はっきりと
識別可能な紋章とすべり面が高解像度のHiRISE画像に表示されます。 上が北です。


図4.a）CTX画像からの南東フリンジの露出した明るい色調の特徴。 と解釈される機能
火成起源の「可能性のある」侵入は、半円錐形であり、層状に見え、中心点から離れて傾斜します。 NS）
砂丘フィールドの南東の境界にある砂丘から発する、白い矢印で示される薄い暗い縞。 NS
縞は風の活動の結果として解釈されます。 上が北です。


図5.a）HiRISE ESP 0303022010画像の砂丘フィールドの微細な形態。 白と黒の長方形
（ポリゴン）は、それぞれb）とc）の参照位置を示します。 b）砂丘の面に沿った横方向のエオリアリッジ（TAR）、
頂上の近く。 TARは、トレリスと樹枝状のパターンに従っているように見える、明るい色調の風成メガリップルの特徴です。 c）小さい
マント表面の衝突クレーター（黒い矢印）。 上が北です。

6.結論
ハーグレイブスクレーターの熱赤外線応答を分析しました。
粒度分布を特定するための砂丘材料と砂丘フィールドの表面鉱物組成
私たちは周囲がクレーター内のユニットは砂丘の出所です
フィールド、およびこの論文は、モデル化された構成を提供しました
これらのユニット。したがって、砂丘の鉱物学を周囲の地質の組成と比較しました
単位。
砂丘材料の平均熱慣性は238±17Jm-2K-1であることがわかりました。
NS＾−0.5、表面を示します　〜391±172µmの平均有効粒径で構成されています。このサイズ範囲は、砂丘フィールドが可能性が高いことを示しています
主に中程度の砂サイズの材料が混合されて構成されています
細粒と粗粒の砂で。砂丘はありそうです
弱く硬化した表面で構成され、未固結の材料と混合されています。この研究では、決定
粒子サイズの計算は、表面砂丘材料の導出された熱慣性に基づいていました。将来の研究は
垂直（層状）および横方向（水平混合）の混合の可能性を調査するために実施されました
砂丘フィールド。
TES構成モデリングの結果とTHEMIS DCS画像分析は、砂丘の材料が長石、かんらん石、輝石、および比較的低いバルクシリカ含有量
周囲の地質学的単位よりも。砂丘の材料と周囲の地質学的ユニットの組成情報は、砂丘がおそらく供給されたことを示唆しています
クレーター内で局所的に、主にクレーターから　クレーターの床から少量と混合された噴出物　クレーターの縁と壁の岩相。侵食と輸送プロセスが構成要素を変更した可能性があります
ある程度の穀物。砂丘の材料は、TESの混合解除の結果に基づいて、推定された来歴の物理的な風化によって供給されたと考えられます。
しかし、侵食および輸送プロセスを通じて、構成粒子が変更された可能性があります。
の可能性を調査するために将来の研究が必要です
原料の変質または化学的風化。
砂丘と周囲の地質学的ユニットのバルク鉱物学の比較は、風成物質の局所的起源と遠方的起源に関する有用な手がかりを提供します。さらに、
ソースの出所の識別は、気候ダイナミクスをよりよく理解するための方法
興味のある分野で。たとえば、ハーグレイブスクレーターの砂丘は、地質学的ユニットから供給されている可能性があります
クレーター内-クレーター内の局所的な風の動きの優位性を示し、責任がある
砂丘フィールドでの砂の堆積のため。また
材料輸送メカニズムへの洞察を提供します
クレーター内の侵食パターン。砂丘以来
おそらく地元で調達され、地域の影響と
砂丘地帯では、地球規模の粉塵物質は最小限です。
この結果は、砂丘の形態と砂丘のすべり面の向きと相まって、将来の気候に役立ちます
この地域に作用する研究と地質学的プロセス。
それに加えて、砂丘物質のソースからシンクへの輸送メカニズムの理解は、この地域の最近の気候変動に関する情報を提供するかもしれません。
（フェントン2005）。
この研究は、構造、組成、および風成輸送を理解する上での知識を拡大します
粒度、硬結、非オリアンプロセスによる修正、および砂丘フィールドの安定性を調査することによる、ハーグレイブスクレーターの砂丘フィールドの体制。加えて、
私たちの構成モデリングは、可能性を制限するのに役立ちました
来歴、および砂丘フィールドがローカル、地域、またはグローバルに調達されたかどうか。私たちはアクティブと解釈します
弱く硬化した、同時に火星の砂丘地帯
そして、両方の特徴を示すスペクトル上に存在するように見える砂丘を分析するための道を示しました。
私たちのアプローチは、解釈のための体系的なガイドを提供し、両方の理解を広げるのに役立ちます
からの活発で弱く硬化した風成環境
火星の砂の観測。
著者は、関係者全員に感謝しています。
2001年マーズオデッセイ、マーズグローバルサーベイヤー（MGS）、および
マーズ・リコネッサンス・オービター（MRO）の宇宙船ミッションで、THEMISをターゲット、収集、アーカイブします。
TES、CTX、およびHiRISEデータセット。私たちはしたい
データ処理に関する有用な情報を提供してくれたBethanyEhlmannとAmberGulliksonに感謝します。著者は、2人の匿名のレビューアに感謝します。
彼らの有用なコメント。