我们的月亮正在收缩,产生皱纹和月震

随着内部温度的下降,月球正在缩小,在过去的几亿年中,月球的厚度减少了150英尺(50米)。就像葡萄在收缩成葡萄干时会产生皱纹一样,月亮在收缩时也会产生皱纹。不同于葡萄的弹性表皮,月球表面的地壳是脆弱的,所以当月球收缩时,它会破裂,形成“逆冲断层”,地壳的一部分被推到邻近的部分。


这张李·林肯陡坡的可视化图是由月球勘测轨道飞行器的照片和海拔地图创建的。这个山崖是一个约80米高的低脊或台阶,南北延伸穿过金牛-利特罗山谷的西端,这里是阿波罗17号登月的地点。这个陡坡标志着一个相对年轻的低角度逆冲断层的位置。由于月球地壳收缩,断层以西的陆地被迫上升并越过东边。在2019年5月发表于 Nature Geoscience is a monthly peer-reviewed scientific journal published by the Nature Publishing Group that covers all aspects of the Earth sciences, including theoretical research, modeling, and fieldwork. Other related work is also published in fields that include atmospheric sciences, geology, geophysics, climatology, oceanography, paleontology, and space science. It was established in January 2008. " class="glossaryLink ">自然地球科学托马斯·沃特斯(Thomas Watters)和他的合著者提供的证据表明,这一断层和其他类似的断层如今仍然活跃,并产生月震。学分:美国国家航空航天局/戈达德/ sv /厄尼赖特

华盛顿史密森尼国家航空航天博物馆地球与行星研究中心的资深科学家托马斯·沃特斯说:“我们的分析提供了第一个证据,表明这些断层仍然活跃,今天随着月球继续逐渐冷却和收缩,可能会产生月震。”“其中一些地震可能相当强烈,约为里氏5级。”

从月球表面看,这些断层崖类似于台阶状的小悬崖,通常有几十米高,延伸几英里(几公里)。1972年,阿波罗17号在金牛座-利特罗山谷着陆时,宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特不得不让他们的月球车在李-林肯断层陡坡的悬崖上曲折飞行。

月球收缩引发月震

这是美国宇航局月球勘测轨道飞行器拍摄的金牛座-利特罗山谷。1972年,阿波罗17号任务的宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特探索了这个山谷。他们不得不让月球车在横穿这个山谷的李-林肯断层崖的悬崖表面上下颠簸。NASA/GSFC/亚利桑那州立大学

沃特斯是一项研究的主要作者,该研究分析了阿波罗号宇航员放置在月球上的四个地震仪的数据,使用了一种算法,或数学程序,这种算法是为精确定位由稀疏地震网络探测到的地震位置而开发的。该算法能更好地估计月震的位置。地震仪是用来测量地震产生的震动的仪器,记录各种地震波的到达时间和强度,从而得到一个位置估计,称为震中。这项研究发表在5月13日的《自然地球科学》杂志上。

在阿波罗11号、12号、14号、15号和16号任务期间,宇航员将这些仪器放置在月球表面。阿波罗11号地震仪只运行了3周,但其余4个记录了1969年到1977年间28次浅层月震,这种类型的月震预计是由这些断层产生的。这次地震的震级在里氏2级到5级之间。

利用新算法修正后的位置估计,研究小组发现28次浅层地震中有8次发生在月球图像中可见的断层30公里(18.6英里)以内。这个距离足够接近,可以暂时将地震归因于断层,因为研究小组的模型显示,考虑到这些断层陡坡的大小,这是预计会发生强烈震动的距离。此外,新的分析发现,8次地震中有6次发生在月球处于或接近其远地点时,即月球在其轨道上离地球最远的点。在这里,来自地球重力的额外潮汐应力导致总应力达到峰值,使得沿着这些断层发生滑动的可能性更大。

月震

这个突出的月球叶状逆冲断层崖是月球勘测轨道飞行器照相机(LROC)图像中发现的数千个断层崖之一。当月球收缩时,近地表地壳被推到一起、断裂并沿着断层向上推时,就形成了断层崖或悬崖,就像月球景观中的阶梯(左指向的白色箭头)。Boulder fields,斑块相对高明亮的土壤或风化层,发现在陡崖的面和背地形(陡崖高的一面,右指向箭头)。图像LROC NAC帧M190844037LR。NASA/GSFC/亚利桑那州立大学/史密森尼学会

沃特斯说:“我们认为,这8次地震很可能是由于断层滑动造成的,当月球地壳受到全球收缩和潮汐力的挤压时,应力增加了,这表明阿波罗地震仪记录了月球的收缩,而月球仍然构造活跃。”研究人员进行了10,000次模拟,以计算在最大压力时期,在断层附近产生如此多地震的巧合几率。他们发现这个比例不到4%。此外,虽然其他事件,如流星体撞击,可以产生地震,但它们产生的地震特征与断层滑动事件产生的地震不同。

美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道飞行器(LRO)拍摄的非常详细的月球图像也证明了这些断层是活跃的。月球勘测轨道飞行器照相机(LROC)已经拍摄了3500多张断层崖的照片。其中一些图像显示,在断层陡坡或附近地形的相对明亮的斑块底部有滑坡或巨石。由于太阳和太空辐射的风化作用,月球表面的物质逐渐变暗,因此较亮的区域表明该区域刚刚暴露在太空中,正如人们所预期的那样,如果最近的月震将物质从悬崖上滑下来。在Vitello星系团的断层陡坡上发现了新鲜的卵石地的例子,可能的明亮特征的例子与发生在Gemma Frisius C和Mouchez l陨石坑附近的断层有关。其他LROC断层图像显示了卵石下落的轨迹,如果断层滑动,由此产生的地震将巨石从悬崖上滚下来,这是可以预料的。这些痕迹是最近一次地震的证据,因为在地质时间尺度上,它们应该会被微流星体持续不断地撞击月球而相对迅速地抹去。在Schrödinger盆地的断层附近的巨石轨迹被认为是由地震震动引起的最近的巨石下落。

萎缩的月亮可能会产生月震

金牛座-利特罗山谷是阿波罗17号的着陆点(星号)。李-林肯断层崖横贯山谷,就在着陆地点上方。断层上的运动很可能是引发山谷中事件的无数月震的源头。1)南地块山坡上的大型滑坡在李-林肯陡坡上覆盖着相对明亮的岩石和尘土(风化层)。2)大圆石滚下北坡,在北坡的风化层中留下了痕迹或狭窄的沟槽;3)雕刻山东南坡的滑坡。NASA/GSFC/亚利桑那州立大学/史密森尼学会

此外,修正后的月震震中之一距离阿波罗17号宇航员穿越的李-林肯陡坡仅13公里(8英里)。宇航员们还检查了着陆地点附近北山坡上的巨石和巨石轨迹。南山体滑坡覆盖了李-林肯陡坡的南段,这进一步证明了断层滑动事件可能引发月震。

“这真是令人刮目相看,看看近50年前的数据和从月球勘测轨道飞行器的推进我们对月球的了解而暗示未来的任务目的在研究月球的内部流程应该“LRO项目科学家约翰·凯勒说美国宇航局戈达德太空飞行中心的绿地,马里兰州。

由于LRO自2009年以来一直在拍摄月球表面,该团队希望比较不同时期特定断层区域的照片,看看是否有近期月震活动的证据。此外,“建立一个新的网络地震仪在月球表面应该优先考虑人类探索月球,以了解更多关于月球的内部和确定多大的月震危险存在,”合著者蕾妮·韦伯说,NASA马歇尔太空飞行中心的行星地震学家在亨茨维尔阿拉巴马州。

在我们的太阳系中,月球并不是唯一一个随着年龄的增长而收缩的世界。水星上有巨大的逆冲断层——长达600英里(1000公里),高度超过1英里(3公里)——相对于它的大小而言,这些断层要比月球上的断层大得多,这表明它的收缩幅度要比月球大得多。由于岩石世界在升温时膨胀,在冷却时收缩,水星的大断层揭示了它可能在形成后热到完全熔化。试图重建月球起源的科学家们想知道,同样的情况是否也发生在月球上,或者它只是部分熔融,也许是在内部深处缓慢加热的岩浆海洋。月球断层陡坡相对较小的尺寸与部分熔融情景中预期的更微妙的收缩相吻合。

美国宇航局将在2024年将第一位女性和下一位男性送上月球。这些美国宇航员将从月球轨道的门户带上人类着陆系统,并在月球南极着陆。该机构将在2028年前建立可持续的任务,然后我们将带着在月球上学到的东西,去火星

这项研究是由NASA的LRO项目资助的,另外还有加拿大自然科学和工程研究委员会的支持。LRO由NASA戈达德管理,隶属于位于华盛顿的NASA总部的科学任务理事会。LROC由坦佩的亚利桑那州立大学管理。

出版:Thomas R. Watters等人,《月球上的浅层地震活动和年轻的逆冲断层》自然地球科学杂志(2019)

3评论“我们的月球正在缩小,产生皱纹和月震”

  1. 不久前,它被认为可能导致大型滑坡Taurus-Littrow山谷的喷出物的影响所造成的第谷在南半球——一个从火山口喷出物的光线是直接指向金牛座利特罗。现在新的数据表明月震是罪魁祸首,这是一个更有可能的原因。

  2. 月亮和我们的星球一样,是一个神圣的生命体。这很可能是一个信号,让你意识到我们人类并没有搞清楚。它是仁慈的,我相信造物主所做的一切。他永远不会被审问。他在所有事情上都“公正”。谢谢。

  3. 谢谢你的文章!这就解释了为什么我认为就在上周,月亮上的人还在向我眨眼!
    我的造物主太大了,不能被他或她所限制!这是人类的惯例。

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