【本学研究者情報】

〇大学院理学研究科地球物理学専攻　准教授　青木翔平
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【発表のポイント】

• 火星で水が宇宙空間へ消失する新しい経路を発見しました。
• これまで火星の北半球の春〜夏は、大気温度が低く、水が雲（氷）になりやすいため、水蒸気が上空まで運ばれにくいと考えられてきました。ところが本研究では、局所的な砂嵐が起こると大気が一時的に温まり、水蒸気が高高度まで運ばれて、水が宇宙空間へ消失する事を明らかにしました。
• 火星の水消失は、季節だけで決まるのではなく、局所的な砂嵐によって季節外れにも起こり得る事を意味します。

【概要】

東京大学大学院新領域創成科学研究科のAdrian Brines特別研究員と、青木翔平講師（兼：東北大学大学院理学研究科地球物理学専攻　准教授）らの研究グループは、複数の火星探査機の観測データを用いて、これまで南半球の夏に主に起こると考えられてきた「高高度での水蒸気増大」が、季節外れの北半球の夏にも生じることを発見し、水が宇宙へ逃げる新たな経路を見いだしました。観測データによると、火星年37年（2023年8月）に発生した強く局所的で短時間の砂嵐がダストを上空へ供給し、大気を加熱します。その結果、通常なら水蒸気が雲（氷）になってしまうのが抑えられ、水蒸気がより高い高度へ運ばれることが分かりました。嵐の数日後には、北半球の高緯度域の高度40 kmで水蒸気量の増加が観測され、続いて宇宙へ逃げる水素の増加も検出されました。これまで全球規模の大きな砂嵐でのみ顕著とされてきた高高度での水蒸気増大と水の宇宙散逸が、より小さな嵐でも起こり得ることは、火星にかつて大量に存在した水の行方を見積もるうえでも重要です。今後、日本のMMX火星探査計画など新たな観測により、局所的な砂嵐の発生メカニズムや頻度が明らかになることで、火星の水消失の全体像の解明が進むと期待されます。

火星における静音時(左)と砂嵐時（右）の比較
静音時は大気温度が低く雲になりやすいため、上空まで水蒸気が到達しない一方、砂嵐時は大気温度が上昇し雲を押し上げ、水が宇宙空間へ消失する。

【論文情報】

雑誌名：Communications Earth & Environment
題　名：Out-of-season water escape during Mars' northern summer triggered by a strong localized dust storm
著者名： Adrián Brines*, Shohei Aoki*, Frank Daerden, Michael Chaffin, Samuel Atwood, Susarla Raghuram, Bruce Cantor, Yannick Willame, Loïc Trompet, Geronimo Villanueva, Michael Wolff, Michael Smith, Christopher Edwards, Ian Thomas, Giuliano Liuzzi, Lori Neary, Manish Patel, Miguel Angel Lopez-Valverde, AnnCarine Vandaele, Armin Kleinboehl, Hoor AlMazmi, James Whiteway, Bojan Ristic, Giancarlo Bellucci
DOI: 10.1038/s43247-025-03157-5

詳細（プレスリリース本文）

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