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月亮不僅像葡萄乾一樣在皺縮,還發生地震

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一項新研究指出「月震」可能是月球萎縮的結果。在地球上,地震和火山噴發等構造活動由地殼構造板塊運動導致,板塊運動的動力則來自於熔化的地球內部。月球的個頭遠不及地球,內部在很久以前就已冷卻。因此,我們可能認為月球並不存在構造活動。但根據這項新研究,月球的構造活動仍處在進行時。

月球勘測軌道器拍攝的陶拉斯-利特羅谷

利用阿波羅計劃獲取的數據,科學家進行了一項新研究。研究指出月球的構造活動仍處在進行時並形成與地震類似的「月震」。研究人員表示月震之所以發生是因為月球在萎縮過程中「顫抖」。

在地球上,地震和火山噴發等構造活動由地殼構造板塊運動導致,板塊運動的動力則來自於熔化的地球內部。月球的個頭遠不及地球,內部在很久以前就已冷卻。因此,我們可能認為月球並不存在構造活動。

月球勘測軌道器發現的數千個月球逆沖斷層之一。

從月表觀察,這些斷層好似樓梯形懸崖。由於月球內部冷卻和收縮,月殼的某些區域相互衝撞(如箭頭所示),形成斷層。新研究發現月表斷層仍處於活躍狀態

2010年,美國宇航局月球勘測軌道器獲取的高解析度圖像揭示了月球上的數千個斷層。這些斷層的歷史不到5000萬年。研究人員認為斷層的存在是月球有過構造活動的證據。不過,月球近期的構造活動仍是一個未知數。

1969年至1977年,4個「阿波羅」號任務登陸區的地震儀記錄下28場淺層月震,震級在里氏1.5級到5級之間。理論上,這些淺層月震可能是月球斷層活動的結果,但震源位置和深度一直是個謎。

月球勘測軌道器藝術概念圖

除了月殼的構造活動,其它因素也能導致月震。阿波羅計劃探測到發生在月球地下800到1100公里處的大約1.1萬次月震。研究論文合著者、馬里蘭大學帕克分校的行星地震學家尼古拉斯·斯庫米爾表示,此前的研究表明這些深層月震由地球對月球內部的萬有引力導致,就像月球對地球海洋的萬有引力導致潮汐一樣。

阿波羅計劃幾乎每天都能探測到太空岩石撞擊月表導致的月震。斯庫米爾指出這些任務甚至還探測到飛船著陸造成的人造月震。

座落於「阿波羅17」號登陸區的陶拉斯-利特羅谷,李-林肯斷層崖橫穿山谷

研究人員希望確定阿波羅計劃發現的淺層月震是否與月表斷層有關,進而確定月球構造活動是否仍處在進行時。為此,他們利用相關分析技術分析阿波羅計劃獲取的數據。這些技術原本用於解讀地球上的地震儀網路獲取的數據

斯庫米爾在接受太空網採訪時說:「月球表面只有4個地震觀測站,它們集中在月球近側,排列成一個三角形。這些觀測站讓阿波羅計劃獲取的數據成為一個完美候選者,可利用稀疏地震觀測網路演算法進行分析,這種演算法原本用於地球上觀測站不足的地區。」

利用月球勘測軌道器廣角相機拍攝的1.5萬幅照片拼接的月球全景圖

新研究發現改進了對淺層月震震中的評估,其中有8個發生在年輕月球斷層內30公里。7場淺層地震發生在斷層內60公里,這些地震發生時,月球處在遠地點,特定地區受到的地球萬有引力達到最大值。

研究論文主執筆人、華盛頓國家航空航天博物館的行星學家托馬斯·瓦特斯在一份聲明中指出:「阿波羅計劃為我們留下一份寶貴遺產。40年前收集的地震數據幫助科學家證實月球仍存在構造活動。淺層地震的位置和發生時間與已知年輕斷層之間的關係進一步證明月球是一個活躍的星球。」

地月合照,由國際空間站上的宇航員拍攝

研究人員表示月球之所以存在構造活動是因為隨著內部冷卻和收縮,這顆衛星繼續像葡萄乾一樣皺縮。但與柔軟的葡萄皮不同,月殼很脆弱,很容易發生斷裂並形成斷層。斯庫米爾指出:「令人感到吃驚的是,宇航員在很多年前收集的數據仍能孕育出有關月球的新發現。這項新研究彰顯了人類前往另一顆星球能夠取得怎樣的收穫,同時也讓我們看到了重返月球任務和未來火星探索任務的巨大價值。」

在5月13日發表於《自然·地球科學》雜誌的論文中,科學家詳細闡述了他們的研究發現。

來源:漫步宇宙


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