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月震导致月球表面像葡萄干一样收缩

科普小知识 2022-06-08 02:27:42
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月震导致月球表面像葡萄干一样收缩

月球表面像葡萄干一样收缩,留下数千个被称为“逆断层”的悬崖。这一现象与月球地震的发生密切相关。

据国外媒体报道,2010年,美国宇航局月球侦察轨道器(LRO)的图像分析显示,随着月球内部逐渐冷却,月球表面收缩像葡萄干,留下数千个被称为“推力断层”的悬崖目前,最新的分析显示,月球仍可能继续收缩,并沿逆冲断层产生月球地震。

包括马里兰大学地质学助理教授尼古拉斯·施米尔在内的一个研究小组设计了一种新的算法来重新分析20世纪60年代和70年代阿波罗登月任务中放置在月球表面的地震仪所测得的地震数据。他们的分析为1969年至1977年间记录的28次月震提供了更多的震中位置数据。

之后,研究小组将这些位置数据叠加在逆冲断层的LRO图像数据上。基于火冲击和推力断层之间的距离,研究人员发现至少有八次火冲击可能是由真正的构造活动引起的——沿着推力断层的地壳板块运动,而不是由小行星碰撞或月球内部深处的隆隆声引起的。

尽管阿波罗仪器记录了1977年退休前的最后一次月球震颤,但研究人员认为,直到现在,月球仍可能经历一次月球震颤。2019年5月13日,舒马赫合著的一份研究报告发表在《自然地球科学》杂志上。

月震导致月球表面像葡萄干一样收缩

阿波罗任务记录了1967年至1977年间的28次月球浅层地震。这些月地震相当于地球上5级的地震。

舒马赫说:“我们发现阿波罗勘测数据中记录的许多月球地震都发生在LRO图像中的逆冲断层附近。”他还指出,LRO的图像也显示了地质结构中最近断层运动的物理证据,如滑坡和落石。很有可能这些断层仍然活跃,除了地球,你很少在其他地方看到活跃的地质结构。因此,想到这些断层仍然可能导致月球地震是非常令人兴奋的。

在阿波罗任务中,宇航员在月球上放置了许多不同的科学仪器,包括阿波罗11号、12号、14号、15号和16号任务中放置的五个地震仪。阿波罗11号地震仪仅工作了3周,但其余4台仪器记录了1967年至1977年间的28次浅月地震。这些月地震相当于地球上5级的地震。

使用最新算法的修正评估位置,研究人员发现28个浅月震中中有8个离LRO图像中可见的逆冲断层不到30.5公里。这足以让研究小组得出结论,推力断层可能导致月球震颤。基于逆冲断层的大小,施马赫从计算机模型中绘制了一张“每月地震图”,以预测最强地震将发生在哪里。

与此同时,研究人员还发现,8个震中中有6个发生在离月球近或远的地方,月球是月球轨道离地球最远的地方。地球重力产生的额外潮汐压力导致月球地壳的总应力达到峰值,使得它很可能沿着逆冲断层滑动。

史密森学会地球和行星研究中心的托马斯·沃特斯是这项研究的作者,他说:“我们认为,当地壳在这个月受到全球收缩和潮汐引力的挤压时,很有可能会产生这8次月球地震和逆冲断层滑坡。这项研究与阿波罗地震仪记录的月球正在收缩且地质活动仍然活跃的现象是一致的。”

就像葡萄脱水成葡萄干一样,当月球内部冷却收缩时,月球表面就会起皱。然而,与柔韧的葡萄干皮不同,月亮的外壳又薄又脆,当它向内收缩时,就会破裂。逆冲断层中的断层将地壳推向邻近部分。从月球表面看,这样的断层就像小的阶梯状悬崖或陡坡,每一个都有几十米高和几公里长。

自2009年LRO开始运行以来,已经拍摄了3500多张月球陡坡照片。一些照片显示了附近地形或陡坡相对明亮底部的山体滑坡或巨石。由于风化,月球表面的物质逐渐变暗,明亮的区域显示出月球地震和其他事件后暴露的地质结构。

其他LRO断层图像显示了巨石在斜坡上翻滚的最新证据。从地质时间来看,过去10年的LRO图像可以用来分析微流星雨对月球的持续撞击引起的月球震颤,未来几年的图像数据可以进一步证实月球震颤现象。

舒马赫说:“对我来说,这些最新发现凸显了重返月球的必要性。我们有很多来自阿波罗任务的月球信息,但这些信息只触及表面。通过更大的现代地震仪网络,我们可以在月球地质研究领域取得巨大进展。这将为未来的登月任务提供一些重要数据。”目前,最新的研究报告发表在5月13日的《自然地球科学》杂志上。(叶青城)