「月を生んだ」原始惑星の残骸が地球内部に？ 月の起源の研究史と新説の論点

ユアン氏らは「なぜティアの残骸が地球で見つからないのだろうか」と疑問に思い、地下深くに沈み込んだ可能性を考えました。そこで、ジャイアント・インパクト説の数値モデルの研究者たちとともに、テイアの衝突と地球内部の進化のシミュレーションを組み合わせ、テイアの残骸は地球で時間とともにどのように変化するかを計算しました。

その結果、テイアの衝突エネルギーは大半がマントルの上部までにとどまったことが分かりました。つまり、マントル上部ではテイアの構成成分は地球に溶け込みましたが、マントル下部では地球よりも鉄分が多くて重いテイアは地球に混ざらないまま核との境界部分に沈み蓄積されると考えられました。それが固体化したものが、現在もLLSVPとして観測されているとユアン氏は述べています。

地球で確かめるのは困難だが

今回の新説に関する最大の論点は、テイアの衝突は約45億年前なのに、その破片が地球のマントルと混ざって均質化することなく現在まで残り続けるのかという点です。

LLSVPは特異な構造ですが、地球の進化のみでも説明はできます。たとえば、原始地球ではマントルの上部は冷めやすいためにすぐ固まったが、下部はゆっくりと固まったために場所ごとで成分のバラツキができて密度の高い塊とそうでない領域に分化した、などです。

実際に論文発表後、一部の地球科学者たちは「テイアが地球マントル深部に蓄積したのは使用したモデルの問題で、自分たちのシミュレーションではテイアと地球マントルはよく混ざる」と批判しています。

ユアン氏は「海洋島玄武岩など地球深部の岩石が地表に出てきたものや、月内部の岩石を実際に調べれば、テイアの存在を立証できるかもしれない」と話しています。ただし、マントルで作られた海洋島玄武岩は地表に出ると風化や侵食を受け、実際に掘削してサンプルを取り出したくても人類がこれまでに掘った最も深い穴は12キロなので、地球で確かめるのは難しそうです。

もっとも、月のマントルであればテイアが状態良く残されている可能性が高いでしょう。月の地表には、マントル由来と考えられるカンラン石に富む岩体が点在しています。現在、日本初の月面着陸を目指してミッションが進行中の小型月着陸実証機（SLIM）は、世界初の月面ピンポイント着陸に挑みます。成功すれば、今後は月の起源の謎を解くためのサンプリングにも応用されるかもしれませんね。