昨年、科学者たちはアポロ時代の実験によって集められた地震データをもう一度調べ、月の下部マントル（コアとマントルの境界付近）が部分的に溶けていることを発見しました（例：Apollo Data Retooled to Provide Precise Readings on Moon’s Core, Universe Today, Jan 6, 2011）。 その結果、マントルの最下部150kmには、5〜30%の液体メルトが存在することがわかった。 これは、地球でいえば、固体から分離して上昇し、地表に噴出するのに十分なメルト量である。 月が過去に火山活動をしていたことは分かっています。 では、なぜ今、月のメルトが地表に噴出しないのでしょうか？
現在の月のマグマは、周囲の岩石に比べて密度が高すぎるため、地表に上がってこないのではないかと考えられています。 ちょうど水上の油のように、密度の低いマグマには浮力があり、固い岩の上に浸透していきます。
この可能性に着目したアムステルダム大学のミルヤム・ファン・カン・パーカー教授を中心とする国際研究チームは、月のマグマの特徴を研究しています。 1542>
Ms van Kan Parker氏とそのチームは、マグマの溶融サンプルを絞り込んで加熱し、X線吸収法を用いて、さまざまな圧力と温度における物質の密度を決定しました。 月面の試料は貴重なため、破壊的な分析ができないため、月面の模擬試料を用いた。 1542>
これらの模擬物質のサンプルは、最大 1.7 GPa の圧力にかけられました（地表の大気圧は 101 kPa で、これらの実験で達成された圧力よりも 20,000 倍も低い圧力です）。 しかし、月内部の圧力はさらに高く、4.5GPaを超えるという。 そこで、実験結果を外挿するためにコンピュータ計算が行われました。
この複合的な研究により、月の下部マントルで通常見られる温度と圧力では、チタン含有量の少ないマグマ（アポロ15号グリーングラス）は周囲の固体物質より小さい密度を持つことが明らかになりました。 つまり、浮力があり、地表に上がってきて噴火するはずなのだ。 一方、チタン含有量の多いマグマ（アポロ14号黒色ガラス）は、周囲の固体物質とほぼ同じかそれ以上の密度を持つことがわかった。 1542>
月には活発な火山活動がないため、現在、月のマントルの底にあるメルトは密度が高いのでしょう。 そして、ヴァン・カン・パーカー女史の結果は、このメルトが、アポロ14号の黒ガラスを形成したような、高チタンマグマでできているはずだということを示唆しています。 Credit: Science
高チタンマグマはチタンに富んだ原岩から形成されたと考えられているため、この発見は重要です。 この岩石は、地殻を構成する浮力のある斜長石鉱物が、地球規模のマグマの海で上方に押し出された後、地殻の底に残されたかすに相当します。 チタンに富むこれらの岩石は密度が高いため、転覆現象が起きればすぐにコア・マントル境界まで沈んでしまうだろう。 このようなオーバーターンは、15年以上も前に想定されていた。
これらのチタンに富む高密度の岩石には、他の元素が鉱物の結晶に優先的に取り込まれるときに取り残されがちな放射性元素も多く含まれていると予想されます。 これらの元素の崩壊による放射性熱は、月の下部マントルの一部がまだ溶融するほど高温である理由を説明できるかもしれません。 ヴァン・カン・パーカー氏と彼女のチームはさらに、この放射熱が、現在でも月のコアを部分的に溶かしたままにしている可能性もあると推測しています！
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