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月球萎缩可能会产生一个新的月球

随着内部的冷却,月亮正在缩小,在过去的几亿年中,它的皮肤变得超过150英尺(50米)。就像葡萄皱纹一样收缩到葡萄干时,月亮会随着收缩而皱折。与葡萄上的柔韧皮肤不同,月球表面的外壳是脆性的,因此随着月亮的收缩而破裂,形成“逆冲断层”,其中一部分地壳被推到相邻部分上方。

史密森尼国家航空航天局地球与行星研究中心的高级科学家托马斯·沃特斯说:“我们的分析首次证明了这些断层仍然活跃,并且可能在月球继续逐渐冷却和缩小时产生月球。”华盛顿博物馆。“其中一些地震可能相当强大,里氏震级约为五级。”

当从月球表面看时,这些断层陡坡类似于小的阶梯状悬崖,通常高达数十码(米)并延伸几英里(几公里)。1972年登陆金牛座 - 利特罗谷的阿波罗17号任务期间,宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特不得不将他们的月球车向上并越过李 - 林肯断层陡坡的悬崖面。

Watters是一项研究的主要作者,该研究分析了阿波罗宇航员使用算法或数学程序放置在月球上的四个地震计的数据,该算法被开发用于查明稀疏地震网络探测到的地震位置。该算法更好地估计了月球位置。地震计是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,以获得位置估计,称为震中。该研究于5月13日在Nature Geoscience上发表。

在阿波罗11号,12号,14号,15号和16号任务期间,宇航员将仪器放置在月球表面。阿波罗11号地震计仅运行了三个星期,但其余四个记录了28次浅层月球 - 预计由这些断层产生的类型 - 从1969年到1977年。里氏震级的地震范围从大约2到大约5。

利用新算法的修订位置估算,该团队发现28个浅层地震中有8个位于月球图像中可见的30公里(18.6英里)的断层之内。这足够接近暂时将地震归因于断层,因为团队建模表明,这是预期发生强烈震动的距离,给定这些断层陡坎的大小。此外,新的分析发现,八个地震中有六个是在月球处于或靠近其远地点时发生的,这是远离地球轨道的最远点。这是来自地球引力的额外潮汐应力导致总应力达到峰值的地方,使得沿这些断层发生滑移事件的可能性更大。

“我们认为,当月球地壳被全球收缩和潮汐力压缩时,这些八次地震很可能是由于断层滑落而产生的,这表明阿波罗地震仪记录了月球萎缩,月球仍然是构造活跃的,”沃特斯说。研究人员进行了10,000次模拟计算巧合的可能性,在最大压力时产生许多地震。他们发现它不到4%。此外,虽然其他事件(例如流星体撞击)可能会产生地震,但它们会产生与故障滑动事件造成的地震不同的地震特征。

这些故障活跃的其他证据来自美国宇航局的月球勘测轨道器(LRO)航天器的月球非常详细的图像。月球勘测轨道器相机(LROC)已成像超过3,500个断层陡坡。其中一些图像显示了在断层陡坡或附近地形的斜坡上相对明亮的斑块底部的滑坡或巨石。太阳和太空辐射的风化逐渐使月球表面的物质变暗,因此较亮的区域表示新近暴露于太空的区域,如果最近的一次月球震动使物质滑落悬崖,就会出现预期。在Vitello星团的断层陡坡的斜坡上发现了新的巨石场的例子,可能的明亮特征的例子与陨石坑Gemma Frisius C和Mouchez L附近发生的断层有关。其他LROC断层图像显示了巨石坠落的轨迹,如果断层滑动并且由此产生的地震导致巨石沿着悬崖斜坡滚落,这将是预期的。这些轨迹是最近一次地震的证据,因为它们应该在地质时间尺度上相对较快地被擦除,因为微流星体对月球的持续降雨。Schrödinger盆地断层附近的巨石轨迹归因于最近由地震震动引起的巨石坠落。

此外,其中一个修订过的月球震中距离阿波罗17号宇航员穿越的李 - 林肯陡坡只有13公里(8英里)。宇航员还在登陆地点附近的North Massif斜坡上检查了巨石和巨石轨道。位于南地块的大型山体滑坡覆盖了Lee-Lincoln陡坡的南段,这进一步证明了断层滑动事件可能产生的月球震级。

LRO项目科学家约翰凯勒说:“看看近50年前的数据以及LRO任务的数据是如何结合起来推进我们对月球的理解,同时建议未来的任务意图研究月球的内部过程应该去的地方,这真是太了不起了。”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心。

由于自2009年以来LRO一直在拍摄月球表面,该团队希望比较不同时间特定断层区域的图片,看看是否有任何近期月球活动的证据。此外,“在月球表面建立一个新的地震计网络应该是人类探索月球的优先事项,既要了解月球内部的更多信息,又要确定有多少危险的月球存在,”合着者Renee Weber说。 ,美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的行星地震学家。

月球并不是我们太阳系中唯一随着年龄增长而衰退的世界。水星具有巨大的逆冲断层 - 长达600英里(1,000公里),高度超过1英里(3公里) - 相对于月球上的大小而言显着更大,表明它比月球缩小得多。由于岩石世界在它们冷却时升温和收缩时会膨胀,因此水星的大断层显示它很可能足够热,在其形成后完全熔化。试图重建月球起源的科学家们想知道月球是否发生了同样的事情,或者是否它只是部分熔化,也许是在一个更缓慢加热的深层内部的岩浆海洋。相对较小的月亮'

到2024年,美国宇航局将派遣第一位女性和下一位男子登上月球。这些美国宇航员将在月球轨道上从网关带人类登陆系统,并登陆月球南极。该机构将在2028年之前建立可持续的任务,然后我们将把我们在月球上学到的东西带到火星上。

该研究由NASA的LRO项目资助,并得到加拿大自然科学和工程研究委员会的额外支持。LRO由NASA Goddard负责管理华盛顿NASA总部的科学任务理事会。LROC由位于坦佩的亚利桑那州立大学管理。

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