Palimpsestとは？

Morphology and origin of palimpsests

はじめにガニメデやカリストで見られる大きくて、明るくて、丸くて、低い起伏をもった衝突痕。

on Ganymede based on

Voyagerの時代

Galileo observations

Palimpsestが天体衝突

Kevin B. Jones, James W. Head III, Robert T. Pappalardo,によるものであるという

Icarus 164, 197-212, 2003

成過程や構成物などの詳

名古屋大学

かった。

ことは認識されたが、形and Jeﬀrey M. Moore

細なことまでは分からな

保井みなみ→Voyagerによって撮影された
ガニメデのPalimpsest

2008.10.20 衝突研究会論文紹介セミナー

1

2①明るい堆積物は何？
①Palimpsestの明るく見えるもの（堆積物）は何なのか？
→形成過程②Palimpsestになる前の元のクレータ

1)大規模な衝突により引き起こされた低温火山噴出物→Thomas and Squyres (1990）2)流体に富んだドロドロのejecta→Greeley et al. (1982)、Fink et al. (1984)、Croft (1983)

ーリムはどこなのか？
→地形構造3)ドライな固体ejecta→Passey and Shoemaker (1982)、Hartmann (1984)、
Lucchitta and Ferguson (1988)、Schenk (1996)341) 低温火山噴出物

2) 流体richなejecta

末端が外向きの傾斜を持っていて、かなり厚みをもった堆積物かガリレオの地殻は揮発性物質（氷）に富む。

らなる。

2km

天体衝突（高速）によって、飛び散ったejectaや衝突点近傍は溶けて流体richになる。

Palimpsestの断面図
Squyres (1980)

それが衝突によってあいた穴に流れてpalimpsestを形成した。

初期のガニメデで起こった衝突は、表面の薄くて硬いリソスフェアを貫き、その下の温かいアセノスフェアの物質を押し上げた。

slurry→表面に達すると放射状に広がり、円形の噴出堆積物

continuous ejecta（Palimpsest）を形成した。

リソスフェアslurryアセノスフェア
Thomas and Squyres (1990）

Greeley et al. (1982)、Fink et al. (1984)、Croft (1983)56

1) outer continuous ejecta②Palimpsestの末端は何？

Passey and Shoemaker (1982)

Palimpsest末端より外側から二次クレーターが見られる。

1) outer continuous ejecta facies

オリジナルのクレーターも二次クレーターが見られるのは、continuous
ejecta末端より外側（Iaquinta-Ridolﬁ and Schenk, 1995）→Passey and Shoemaker (1982)

Palimpsest末端＝outer continuous ejecta末端2) inner ejecta又はpedestal facies→Schenk (1996)

outer ejecta
inner ejecta

3) 元のクレーターリム2) inner (pedestal) ejectarim

ガニメデクレーターの各ユニットの直径とクレーターリムの直径の関係を明らかにした。

→Lucchitta and Ferguson (1988)、ガニメデクレーターAchelous(Galileo image)→PenepalimpsestのNidabaの末端直径とHartmann (1984)

クレーターリムの直径の関係から、

Palimnsest末端＝inner (pedestal)ejecta末端と判断した。

Schenk (1996)783) クレーターリム

目的

Lucchitta and Ferguson (1988)、Hartmann (1984)

moat craterとpenepalimpsest、palimpsestの形態（見た目）比較

Palimpsestの構造と形成過程を明らかにする。

Palimpsest末端＝クレーターリム→過去の仮説のどれが正しいのか、それとも全て間違っているのか、判断する。

100km

moat crater
pit

rim

1. 高解像度のGalileo画像を用いて、palimpsestの地形構造をcrater詳細に調べた。

↓dome

2. ガニメデの巨大クレーターとの比較。

moat crater↓penepalimpsest

100km

3. 衝突クレーターのmorphometryとの比較。

penepalimpsest→元のクレーターリムの位置を推測する（問題2）。

↓4. 議論：明らかになった地形構造（特に地形の起伏）からpapalimpsest
outeredge

limpsest堆積物の正体を推測する（問題1）。

inner plain
910

今回のターゲット
1) Memphis Facula

Voyager画像

16 N、133 Ｗ

今回のターゲット2) Epigeus

margin23 N、181 Ｗ

Galileo画像

Galileo Regioのdarkterrainに位置する。

Galileo画像

Uruk地域、Nipper地域、Sulci地域の集合地域に位置する。

直径355km
W

Voyager画像

直径370km
EW

EN

NSS

1150km12今回のターゲット

今回のターゲット

3) Zakar4) Buto Facula

30 N、335 Ｗ

12 N、203 Ｗ

grooved terrainのcomplex regionに位置する。

Marius Regioに位置する。
直径245km

直径280km
W

Galileo画像

Galileo画像
EWEN

NSS

1314

Palimpsestの表面ユニット

Central plains
最も内側のユニット

Palimpsestの4つの画像から、表面を4つのユニットに分ける

明るくて、相対的にsmoothで、palimpsest中心に向かって直径500m~3kmのknobが集まっている。

ことができる。

1) central plains
2) unoriented massif facies

palimpsest半径の約15%まで広がる。

3) concentric massif facies

unoriented massif faciesとの境界は急斜面となり、central plainは低地となっている。

4) outer deposits

Epigeus

二次クレーターはouter depositsの外側に存在する。

準放射状にfractureが存在する（半径約25km）

Epigeus

幅約150~250m、樹木状に広がる。

中心15~20kmは明るい凸凹したlobate depositがある。

200~300m程の大きさのmassifが200~300m程の間隔で集合している。

50km

1516

Unoriented massif facies
Central plainsの周囲に存在する。

・Central plainの構成物→固化したインパクトメルトや固体状のejectaの大きな塊から形成

アルベドの高い曲線状のmassifやhummock（長さ3~10km、幅1~5km）が均一に分布する。
向きはバラバラ。

・Epigeusの放射状fracture→衝突後の粘性緩和によって、palimsest
中心で圧縮変形又は脆性破壊が起こる
ことで形成→concentric massif faciesとの境界
はmassifの向きがバラバラから同心状になるところ。
massifはcentral plainsに近づくにつれ、低くなっていく。

palimpsest半径の約15~45%部分を占める。
所々に、狭く暗い底のtrough（幅100~200m）が存在する。

→trough形成メカニズムについては議論で行う。
17trough18

Concentric massif facies
Palimpsest中心に向かって明るいmassifが同心状の弧を描く領域

・Unoriented massif faciesの構成物→transient crater内のejectaの多くが何らかのメカニズムでごちゃごちゃにかき混ぜられたもの。

massifの幅は1~5km、長さが10~30km以上、massifのない領域で4~6km隔てられている。

所々にtrough（unorientedmassif faciesと同じ）が存在する。

troughpalimpsest半径の約40~70%部分を占める。
19

Concentric massif facies
Epigeus

同心状ではない弓形のmassifが直径3~7kmの円形のmassifなし領域を囲んでいるところがある。

→二次クレーターが埋まっている。outer depositより数が少ないことから、より厚い堆積物で覆われていることが分かる。

Memphis Faculaには、このユニットの外側境界付近に、幅1.2~1.8kmのtroughに隣接してinfacingscarpが存在する。Zakarにも似たような急斜面が存在する。

infacing scarp

trough20

・Concentric massif faciesの構成物→Palimpsestを作ったimpactによって破壊されたejectaが地殻表面を覆った領域
・Infacing scarpの形成メカニズム→粘性緩和によってクレーターリム外側に引張の力が生じ、それによって外側のユニットでslumpingが起こること
で形成

21

Outer deposits

Outer deposits

相対的に緩やかに起伏した地形

二次クレーターやpalimpsest形成以前に存在したクレー
ター、grooveが埋もれてできた地形が多く存在する。

100~500m程の明るくて緩やかで低いhummockや約5kmスケールの斑点が見られる。

massifはconcentric massif faciesより少ない。
直径3~7kmほどの三日月状または円形のmassifがチェーン状になっている。
→二次クレーターが埋まっている。

22

先在クレーター

二次クレーター

Zakar
Concentric massif facies同様に、troughやまれにそれに隣接してinfacing scarpが見られる。

Epigeus

Buto Facula

Surrounding
terrain

Outer Depotis

groove23

24二次クレーター
直径約2~7km

１つで存在したり、複数がつながってチェーン状になっていたりする。
緩和・変形を受けていなくて、新鮮である。

Palimpsest末端より外側でのみ現れている。

・Outer depositsの構成物→先在した地形や二次クレーターを覆ったcontinuous ejecta deposit

Palimpsestからの距離が大きいほど、数は減少していく。
Palimpsest中心から等方的に分布する。

outer depositやconcentric massif faciesにも存在するが、ejectaによって埋もれておりはっきりとは確認できない。

Epigeus

Surrounding
terrain

25km

Outer Depotis25

ガニメデクレーターとの比較
ガニメデの大きなクレーターは2つのcontinuous ejectafaciesからなる。

26

ガニメデクレーターとの比較

Pedestal faciesAchelousクレーター

Achelousクレーター

grooveの痕がこのejectaユニット内に数多く見られる。

→覆っているejectaはouter ejecta

1. リムの周りを囲んだ標高が高い台地状のejecta。外側とは急斜面が境界となっている。
→Inner pedestal facies

よりも厚い。

pedestal facies = concentric massiffacies

Outer ejecta

2. 外側にある、放射状に広がった薄いejecta blanket→Outer continuous ejecta

相対的にsmooth末端が放射状になっている。

→二次クレーターチェーンが埋もれている。

埋もれたgrooveがpedestal faciesよりはっきり見られる。

Schenk and Ridolﬁ (2002)

outer ejecta = outer deposits
27

Morphometry

ガニメデクレーターとの比較
Outer ejectaの外側

28

Schenk (1991, 1993)

Achelousクレーター

二次クレーターや二次クレーター

Voyagerの画像を基に、palimpsest、ガニメデクレー

ほとんどが直径1~2km。の半径との関係を調べた。

ガニメデクレーターのcontinuous ejecta末端

ガニメデクレーターのリムは、palimpsestやリングクレーターのconcentric massiffacies内側境界に一が、Palimpsestの末端に一致する。

元のクレーターリムは、unoriented massiffaciesとconcentric massif faciesとの境界にほぼ一致する。

問題②

Palimpsestの末端は何？
答え 仮説① outer continuous ejecta

致する29

各ユニットの半径（km）

ター、リングクレーターの各ユニットの半径とクレーターチェーンが現れている。

palimpsest
craterクレーター半径（km）30

議論：Palimpsest堆積物は何？

Palimpsestの地形構造に関するまとめ
表面が4つのユニットに分かれ、ガニメデクレーターの表面ユニットと対応する。
Achelousクレーター

palimpsest
central plainsunorientedmassif facies
concentricmassif facies
outerdeposits1)大規模な衝突により引き起こされた低温火山噴出物
2)流体に富んだドロドロのejecta

crater3)ドライな固体ejecta（月クレーター）

矛盾点

クレーター内部 クレーターリム①の説：大規模な放射状のﬂow structureが見られない。

③の説：リムが月クレーターのようにV-shaped

pedestalfaciespatternになっていない（Oberbeck andMorrison, 1973）のと、outer depositがouter ejecta

相対的にsmoothであること。

Epigeus（palimpsest）
31

32

議論：ガニメデのリソスフェア

問題① Palimpsest堆積物は何？
答え 仮説② 流体richなドロドロのejecta

観測から、同程度の大きさのpalimpsestとクレーターはpalimpsestの方が古いことが分かっている。

根拠と予測

1. palimpsestのmassifのあるユニットでは局所的にmassifがあり、その周りはmassifのない領域で覆われている。

2. central plainにknobがある。

初期：リソスフェアはより薄く、温度勾配が大きかった。

→流体ejectaが凍結する際に、固まった氷の塊がまだ完全→巨大衝突によってかなり流体richなejectaが生成凍結していない流体ejectaのプール表面に浮かんでき可能で、それによりpalimpsestが形成。

た。

近年：リソスフェアはより厚く、温度勾配が小さい。

3. troughの形成メカニズム：→同規模の衝突でも、ejectaが溶けるほどの温度に大きな固体のejectaが密接している周りを流体ejectaが低は達せず、典型的なクレーターを形成。

地（central plain）に向かって流れて形成された。

33

34

Palimpsestの形成メカニズム①

流体richなejecta②

まとめcraterを一時的に形成

pedestalrimouter ejecta

問題①

融解

③ massifとtrough形成(modiﬁcation段階)
流体が低地に流れる

凍結し始める

氷の塊が浮上④

Palimpsest表面は4つのユニットに分けられ、それぞれガニメデクレーターの内部、pedestal facies、outerejectaに相当することが分かった。

答え：Thomas and Squyre (1990)説
outer continuous ejecta末端

fractureとscarp形成(post-modiﬁcation段階)
fracture

Palimpsestの末端はクレーターのどこに相当するか？

scarp

問題②

Palimpsest堆積物は何なのか？

答え：Passey and Shoemaker (1982)説
流体richなドロドロのejecta

圧縮
35

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おまけ
palimpsestの意味（言語的な意味）：
何か以前に書かれていたものが重ね書きしたか、こすれて消えたかで見えなくなっている羊皮紙。
Voyagerの画像で見るpalimpsestはこの意味（定義）にぴったり。
Galileoの画像で見るpalimpsestはこの定義から外れて、詳細な構造が分かった。このことから単なるghostcrater（幽霊クレーター）やpalimpsestという言葉は合わなくなってしまった。
新しい名前を付けるべき？？？？？？
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