地球と金星は異なるタイプの惑星か？ 地球型惑星の２つの進化類型を解明
地球や金星などの地球型惑星は、形成直後はほぼ全てが溶融しマグマの海（マグマ・オーシャン）に覆われていたと考えられている。従来は、惑星が固化するまでの時間は質量で決まり、今は全く異なる姿の地球と金星も、質量が同程度なので、似た初期進化をたどったとされてきた。
© Keiko Hamano, 初期に様々な水量をもった惑星が固化するまでの時間と最終的に残る水の量を惑星の軌道半径に対して描いた図 軌道が0.75AU付近を境に様相が大きく異なる（図中のMEOは現在の地球の海洋質量）
今回、東京大学大学院理学系研究科 地球惑星科学専攻の濱野特任研究員と阿部准教授、玄田特任助教（現：東京工業大学地球生命研究所 研究員）は、惑星が固化するまでの過程と、固化と並行して起こる大気の形成・進化を整合的に検討した。その結果、形成時に全く同じ質量・組成でも、ある軌道を境に、短い時間で固化して海を形成する惑星（タイプI）と、固化に非常に長い時間を要しその間に水を失い干からびる惑星（タイプII）との2つに分かれることを、世界で初めて明らかにした。つまり、進化過程は太陽からの距離に強く依存する。
本研究成果は、地球と金星がそれぞれタイプI、IIと異なるカテゴリーに属する可能性があることを示し、惑星の多様性の起源について全く新しい視点を提供している。またタイプIIの惑星では形成時の水量に応じてマグマ・オーシャンの継続時間が長くなるので、宇宙には形成後ずっと溶けたままの惑星が普遍的に存在する可能性を示唆する。
論文情報
濱野景子, 阿部豊, 玄田英典
“Emergence of two types of terrestrial planet on solidification of magma ocean,”
Nature vol.497, 607-610, doi: 10.1038/nature12163.
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