月に関する素朴な疑問

内山茂男

月の海

月には“海”と呼ばれる地形があります。ウサギに例えられる模様として見える暗い部分ですね。 望遠鏡で見ると、白いところはクレーターだらけで凸凹ですが、暗い部分はクレーターが少なく平坦ですから、ここを“海”と名付けたことも納得できます。

海が暗いのは、玄武岩という黒っぽい岩石でできているからです。表1に示したように、二酸化ケイ素の割合の少ない“玄武岩マグマ”は流れやすい性質を持っています。 ハワイのキラウェア火山も玄武岩マグマで、吹き上げた溶岩が溶岩流となって流れていく映像を見たことがある人も多いでしょう。 さらに、地球には見渡す限り平坦な溶岩平原も存在しています（例：コロンビア川台地）。これは、非常に流れやすいサラサラの溶岩が大量に噴出して作られたもので、 冷める前に一気に平原を作ってしまうような大量の玄武岩マグマが噴出したことを示しています（このような岩体を「洪水玄武岩」と呼んでいます）。 日本のマグマ噴出は山を作るので“火山”と呼びますが、世界には“山”をつくらない噴火もあるというわけです。 「月の海」もこのようなサラサラの玄武岩マグマが大量に噴出して作られたのです。それにしても、これほど大規模な平坦地形をつくるのですから、本当にすごいことです。

月の裏側には“海”がほとんどないそうです。素朴な疑問として、 どうしてこれほどまでに 海の存在場所が表側に集まっているのでしょう？

以下は、私が勝手に考えたことです。
それは、まだ月が十分冷めておらず、地下に玄武岩マグマがあった時代のこと。巨大隕石が月に衝突し、巨大クレーターという低地を作ります。 地下にはマグマがあるのですから、これが表面に流れ出すでしょう。このようにして、海が形成されそうです。 では、どうして巨大隕石が月の表側ばかりに衝突したのでしょうか？ 月に衝突する隕石は、地球の重力の影響を受けるはずです。 すると、図2のように軌道が曲げられて、“重力レンズ”のように隕石が月に衝突しやすくなるのではないでしょうか？

ただし、このアイディアには問題がいくつもあります。まず、地球が盾のような役割をすれば、地球側の衝突は多くなりそうもありません。 海が形成された頃に、月の自転と公転周期が一致していたのか（月の現在の表側だけが地球の方を向いていたのか）？ということもわかりません。 それに、海の分布の偏りは非常に大きく、これほどまでに衝突頻度を変えられるとは思えません。

Wikipediaには、「衝突盆地は、海の形成より約5億年も古いため、天体の衝突と火山活動の間には因果関係はないと考えられる。 さらに、月で最も広い嵐の大洋は、衝突盆地との関係は見出されていない。一般に、月の表側の地殻でしか噴火が見られない理由は、 表側の地殻が裏側の地殻よりも薄いためであると考えられている。」　との説明があります。でも、地殻の厚さが表側で薄い理由はわかっていないようです。

ということで、月の海の分布の偏りの原因はよくわかりませんでした。しかし、地球を向いた側に海が多かったことはとても幸運だったと思います。 まず、肉眼でも見える模様があることは楽しいことですし、星空を見る時に邪魔な月明かりを少なくする効果もあるからです。

ワルゲンチン

ワルゲンチンというクレーターをご存知でしょうか？ クレーターの語源はギリシャ語のお皿やボウルということで、内部がくぼんでいるものなのですが、 このワルゲンチンはまるで“木の切り株”のようになっているのです。他には、このようなクレーターを知りません。とても不思議です。
隕石の衝突だけでこのような地形ができるとは思えません。となると、クレーター形成後に内部から吹き出した溶岩がクレーター内を埋めたのだろうと推測できます。 しかし、ここで疑問が浮かびます。

ワルゲンチンクレーターの内部はなぜ黒くない？

内部の平らな地形を作るためにはサラサラ流れる玄武岩溶岩が必要であり、玄武岩溶岩なら黒いはず。しかし、そうなってはいないのです。 ワルゲンチン内部にはしわのような微妙な盛り上がりも見えます。粘性の低い溶岩が流れ出した際にできてもおかしくない地形です。内部が黒いのであれば納得できるのです。
玄武岩マグマの中にも少々の成分の違いがあります。例えば、伊豆大島三原山の溶岩は、流れやすいと言っても斜面をゆっくり流れる程度のもので、 平原を作るほどではありません。そんな三原山の溶岩もかなり黒いです。すなわち、「すごく流れやすいほどではないけど黒い溶岩」はありますが、 「それほど黒くないけど十分流れやすい溶岩」はないのです（と私は理解しています）。
どのようにしたら、このようなクレーターができるのでしょうか？

月面 ◎

私の好きなクレーターの1つが“ヘシオドスA”です。これは図4のように、きれいな二重クレーターなのです。
やや大きい隕石が落ちてクレーターを作り、その中心に一回り小さな隕石が落ちればできる地形です。 月にはあれほどたくさんのクレーターがあるのですから、このようなクレーターがもっとあってもよさそうですが、意外にないものです。
最近、“月面X”が注目されることが多いです。確かに、面白い地形ですから、注目する人が多いのも理解できます。 それに比較して、この二重クレーターの知名度はかなり低いと感じています。天文雑誌の読者の天体写真でも、このクレーターを狙った写真はあまり見ません。 ということで素朴な疑問です。

これだけきれいな二重クレーターの知名度が低いのはなぜ？

位置は図5のように、ティコの比較的近くで、雲の海のほとりです。

この文章は、私の所属する“さいたま☆天文同好会”の会報「まがたま」106号 （2019年 5月発行、特集「月」）に掲載したものを、一部書き直したものです。