登月任務(wù)留下的地震儀顯示頻繁而強大的地震

2019-08-01 09:46:03    來(lái)源:    作者:

阿波羅宇航員在月球上留下數十年前的地震計數據,科學(xué)家得出的結論是,它的表面具有構造活動(dòng)性 - 事實(shí)上,如此活躍,月球可能對未來(lái)的月球基地造成危害。

從1969年的阿波羅12號開(kāi)始,四次阿波羅任務(wù)將月地震儀安置在月球上。美國華盛頓特區史密森學(xué)會(huì )(Smithsonian Institution)的行星科學(xué)家托馬斯沃特斯(Thomas Watters)表示,在他們保持活躍的八年中,這些儀器記錄了數千次地震。

大部分地區位于月球內部深處,但是在地表200公里范圍內,有28顆地被追溯到地殼。

這聽(tīng)起來(lái)很深,但阿波羅登陸點(diǎn)彼此距離太近,無(wú)法建立理想的地震網(wǎng)絡(luò )。

“它們都在月球的近側,而且都在赤道區,”沃特斯說(shuō)。

“因此,阿波羅數據雖然很好,但還不足以確定地震的位置或確定這些地震的深度。”

然后,在2010年,來(lái)自美國宇航局月球勘測軌道器的圖片能夠將表面成像到每像素50厘米的分辨率,這表明月球上堆滿(mǎn)了看起來(lái)很年輕的斷層陡坡。

“有超過(guò)3000個(gè),”沃特斯透露。

并不是說(shuō)它們是巨大的懸崖 - 它們只有幾十米高。但是他們足夠大,當阿波羅17號在他們中的一個(gè)附近墜落時(shí),宇航員吉恩·塞爾南和哈里森施密特駕駛他們的越野車(chē)進(jìn)行仔細觀(guān)察。

這對從基地帶回來(lái)的巖石是這些陡坡非常年輕的第一個(gè)指標,可能不到1000萬(wàn)到1200萬(wàn)年。

“在地質(zhì)時(shí)代,這幾乎就像現在一樣,”沃特斯指出。

他說(shuō),那些和其他數據表明陡坡確實(shí)是近期的,他們提出的問(wèn)題是,他們是否可能如此年輕,以至于他們實(shí)際上還在創(chuàng )造。

在地質(zhì)學(xué)上,它們具有逆沖斷層陡坎的外觀(guān),這意味著(zhù)它們是在行星地殼接觸時(shí)形成的。

“當你將地殼推到一起并將地殼的一部分壓在另一部分上并形成懸崖般的地形時(shí),就會(huì )發(fā)生這種情況,”Watters解釋道。

然而,如果收縮是形成它們的唯一力量,那么這些錯誤應該隨機對齊,沒(méi)有可辨別的模式。但這些都不是。

相反,他們的對齊表明它們是由來(lái)自地球潮汐的引力產(chǎn)生的,他說(shuō)。

大多數人都知道月球的引力會(huì )在地球的海洋中產(chǎn)生潮汐,但大多數人都沒(méi)有意識到地球的引力對月球有類(lèi)似的影響。

“月球實(shí)際上是用固體潮汐彎曲的,”沃特斯說(shuō)。

這些潮汐發(fā)生在月球軌道上,導致它與地球的距離變化大約40,000公里,不會(huì )拉伸和收縮很多 - 只有幾十厘米左右 - 但它們足以產(chǎn)生壓力。

此外,他還補充說(shuō),阿波羅地震儀記錄的28次淺層月球傾向于發(fā)生在月球軌道上受到最高潮汐應力時(shí)的點(diǎn)。

為了確定地震是否確實(shí)與陡坡相關(guān),Watters團隊使用一種新的計算機算法重新分析了阿波羅地震數據,該計算機算法用于從“稀疏”地震網(wǎng)絡(luò )中挑選出額外的數據 - 在這種情況下,四個(gè)地理上聚集的地震儀由阿波羅任務(wù)。

當他們這樣做時(shí),他們發(fā)現一些地震發(fā)生的距離足夠接近陡坡,可能與他們的成長(cháng)有關(guān)。

換句話(huà)說(shuō),這些錯誤不僅僅是“地質(zhì)上”年輕。

“現在我們可以說(shuō)年輕人真的很年輕,”沃特斯說(shuō)。

這意味著(zhù)產(chǎn)生陡坡的斷層仍然活躍 - 或者至少在半個(gè)世紀前就是如此。

此外,他們產(chǎn)生的地震不僅僅是輕微的震動(dòng)。里氏震級最大的是五級,大到足以在地球上破壞,并且可能在月球的低重力中更具破壞性。

這對于尋求建立未來(lái)月球基地的太空機構來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要警告。

“你可能不希望距離其中一個(gè)故障不到30公里,”沃特斯說(shuō)。

德克薩斯州休斯頓月球和行星科學(xué)研究所的月球地質(zhì)學(xué)家兼高級科學(xué)家科學(xué)家大衛·克林對此表示贊同。

“在探索月球表面時(shí),月球是一種需要減輕的危險,”他說(shuō)。

他還指出,新研究是科學(xué)家仍能從60年前的阿波羅數據中提取的非凡新見(jiàn)解的一個(gè)很好的例子。

但這也表明我們需要通過(guò)對月球表面的回訪(fǎng)來(lái)補充阿波羅數據。

“我們需要探索新的地區,”Kring說(shuō)。

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