登月任务留下的地震仪显示频繁而强大的地震

2019-08-01 09:46:03

阿波罗宇航员在月球上留下数十年前的地震计数据,科学家得出的结论是,它的表面具有构造活动性 - 事实上,如此活跃,月球可能对未来的月球基地造成危害。

从1969年的阿波罗12号开始,四次阿波罗任务将月地震仪安置在月球上。美国华盛顿特区史密森学会(Smithsonian Institution)的行星科学家托马斯沃特斯(Thomas Watters)表示,在他们保持活跃的八年中,这些仪器记录了数千次地震。

大部分地区位于月球内部深处,但是在地表200公里范围内,有28颗地被追溯到地壳。

这听起来很深,但阿波罗登陆点彼此距离太近,无法建立理想的地震网络。

“它们都在月球的近侧,而且都在赤道区,”沃特斯说。

“因此,阿波罗数据虽然很好,但还不足以确定地震的位置或确定这些地震的深度。”

然后,在2010年,来自美国宇航局月球勘测轨道器的图片能够将表面成像到每像素50厘米的分辨率,这表明月球上堆满了看起来很年轻的断层陡坡。

“有超过3000个,”沃特斯透露。

并不是说它们是巨大的悬崖 - 它们只有几十米高。但是他们足够大,当阿波罗17号在他们中的一个附近坠落时,宇航员吉恩·塞尔南和哈里森施密特驾驶他们的越野车进行仔细观察。

这对从基地带回来的岩石是这些陡坡非常年轻的第一个指标,可能不到1000万到1200万年。

“在地质时代,这几乎就像现在一样,”沃特斯指出。

他说,那些和其他数据表明陡坡确实是近期的,他们提出的问题是,他们是否可能如此年轻,以至于他们实际上还在创造。

在地质学上,它们具有逆冲断层陡坎的外观,这意味着它们是在行星地壳接触时形成的。

“当你将地壳推到一起并将地壳的一部分压在另一部分上并形成悬崖般的地形时,就会发生这种情况,”Watters解释道。

然而,如果收缩是形成它们的唯一力量,那么这些错误应该随机对齐,没有可辨别的模式。但这些都不是。

相反,他们的对齐表明它们是由来自地球潮汐的引力产生的,他说。

大多数人都知道月球的引力会在地球的海洋中产生潮汐,但大多数人都没有意识到地球的引力对月球有类似的影响。

“月球实际上是用固体潮汐弯曲的,”沃特斯说。

这些潮汐发生在月球轨道上,导致它与地球的距离变化大约40,000公里,不会拉伸和收缩很多 - 只有几十厘米左右 - 但它们足以产生压力。

此外,他还补充说,阿波罗地震仪记录的28次浅层月球倾向于发生在月球轨道上受到最高潮汐应力时的点。

为了确定地震是否确实与陡坡相关,Watters团队使用一种新的计算机算法重新分析了阿波罗地震数据,该计算机算法用于从“稀疏”地震网络中挑选出额外的数据 - 在这种情况下,四个地理上聚集的地震仪由阿波罗任务。

当他们这样做时,他们发现一些地震发生的距离足够接近陡坡,可能与他们的成长有关。

换句话说,这些错误不仅仅是“地质上”年轻。

“现在我们可以说年轻人真的很年轻,”沃特斯说。

这意味着产生陡坡的断层仍然活跃 - 或者至少在半个世纪前就是如此。

此外,他们产生的地震不仅仅是轻微的震动。里氏震级最大的是五级,大到足以在地球上破坏,并且可能在月球的低重力中更具破坏性。

这对于寻求建立未来月球基地的太空机构来说是一个重要警告。

“你可能不希望距离其中一个故障不到30公里,”沃特斯说。

德克萨斯州休斯顿月球和行星科学研究所的月球地质学家兼高级科学家科学家大卫·克林对此表示赞同。

“在探索月球表面时,月球是一种需要减轻的危险,”他说。

他还指出,新研究是科学家仍能从60年前的阿波罗数据中提取的非凡新见解的一个很好的例子。

但这也表明我们需要通过对月球表面的回访来补充阿波罗数据。

“我们需要探索新的地区,”Kring说。