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美國(guó)宇航局月球勘測(cè)軌道飛行器(LRO) 2010年的一項(xiàng)圖像分析發(fā)現(xiàn)，月球內(nèi)部冷卻時(shí)像葡萄干一樣收縮，在月球表面留下了數(shù)千個(gè)被稱為推力斷層的懸崖?，F(xiàn)在一項(xiàng)新的分析表明，月球今天仍然在收縮，并沿著這些逆沖斷層積極地制造月球地震。包括馬里蘭大學(xué)地質(zhì)學(xué)助理教授尼古拉斯·施梅爾(Nicholas Schmerr)在內(nèi)的一組研究人員設(shè)計(jì)了一種新算法，用于重新分析美國(guó)宇航局(NASA)在上世紀(jì)六七十年代阿波羅(Apollo)任務(wù)中放置的儀器地震數(shù)據(jù)。 分析為1969年至1977年記錄的28次月球地震提供了更準(zhǔn)確的震中位置數(shù)據(jù)。然后，研究小組將這些位置數(shù)據(jù)疊加到推力斷層的LRO圖像上。根據(jù)地震與逆沖斷層的距離，研究人員發(fā)現(xiàn)，至少有8次地震是由真正的構(gòu)造活動(dòng)(地殼板塊的運(yùn)動(dòng))沿著逆沖斷層發(fā)生，而不是由小行星撞擊或月球內(nèi)部深處的隆隆聲引起。雖然阿波羅儀器在1977年退役前不久記錄了它們的最后一次地震，但研究人員認(rèn)為，直到今天，月球可能仍在經(jīng)歷地震。其這項(xiàng)研究論文，由Schmerr合著，并于2019年5月13日發(fā)表在《自然地球科學(xué)》上。 發(fā)現(xiàn)阿波羅數(shù)據(jù)中記錄的許多地震都發(fā)生在離LRO圖像中斷層非常近的地方。LRO圖像還顯示了地質(zhì)上最近斷層運(yùn)動(dòng)的物理證據(jù)，比如滑坡和滾落的巨石。很可能這些斷層今天仍然活躍。除了地球，很少能在其他地方看到活躍的構(gòu)造，所以想到這些斷層可能仍然在引發(fā)月震，是非常令人興奮的。在阿波羅11號(hào)、12號(hào)、14號(hào)、15號(hào)和16號(hào)任務(wù)中，宇航員在月球表面放置了5個(gè)地震儀。阿波羅11號(hào)地震儀只工作了3周，但其余4臺(tái)儀器記錄了1969年至1977年間發(fā)生的28次淺層月震。
利用新算法修正后的位置估計(jì)，研究人員發(fā)現(xiàn)，28次淺層地震中的8次震中距離LRO圖像中可見(jiàn)的斷層不到19英里。這足以讓研究小組得出結(jié)論，這些斷層可能導(dǎo)致了地震。Schmerr領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)工作，即根據(jù)逆沖斷層的大小，根據(jù)預(yù)測(cè)最強(qiáng)烈震動(dòng)應(yīng)該發(fā)生在哪里的模型，繪制出“震動(dòng)圖”。研究人員還發(fā)現(xiàn)，在這8次地震中，有6次發(fā)生在月球處于或接近其最高點(diǎn)時(shí)，也就是月球軌道上離地球最遠(yuǎn)的點(diǎn)。這是由于地球引力所產(chǎn)生的額外潮汐壓力導(dǎo)致月球地殼總應(yīng)力達(dá)到峰值的地方。 這使得沿著逆沖斷層滑動(dòng)的可能性更大。這篇研究論文的主要作者、華盛頓史密森學(xué)會(huì)地球與行星研究中心(Center for Earth and Planetary Studies at the Smithsonian Institution)的資深科學(xué)家托馬斯·瓦特斯(Thomas Watters)說(shuō)：我們認(rèn)為，很有可能這8次地震是由于斷層滑動(dòng)造成，當(dāng)月球地殼受到全球收縮和潮汐力的擠壓時(shí)，壓力就會(huì)累積起來(lái)，這表明阿波羅地震儀記錄了月球的收縮，而月球在構(gòu)造上仍然活躍。就像葡萄干后變成葡萄干一樣，月球在內(nèi)部冷卻和收縮時(shí)也會(huì)產(chǎn)生褶皺。 然而，與葡萄柔韌的表皮不同的是，月球的外殼很脆，當(dāng)內(nèi)部收縮時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其斷裂。這種斷裂導(dǎo)致逆沖斷層，其中一段地殼被推到相鄰的一段之上。從月球表面看，這些斷層像小階梯狀的懸崖或陡坡；每一個(gè)大約有幾十碼高，幾英里長(zhǎng)。自2009年開始運(yùn)行以來(lái)，LRO已經(jīng)拍攝了3500多個(gè)月球斷層崖的圖像。其中一些圖像顯示，斷層崖或附近地形上相對(duì)明亮的斜坡底部有滑坡或巨石。由于風(fēng)化作用使月球表面的物質(zhì)逐漸變暗，較亮的區(qū)域表示剛被月球地震等事件暴露的區(qū)域。 LRO的其他斷層圖像顯示，從博爾德瀑布的新軌跡，表明地震使這些巨石滾下懸崖斜坡。就地質(zhì)時(shí)間而言，由于微流星體對(duì)月球的持續(xù)“降雨”，這樣的軌跡將相對(duì)較快地消失。由于近十年的LRO圖像已經(jīng)可用，未來(lái)幾年還會(huì)有更多，研究小組希望比較不同時(shí)期特定斷層區(qū)域的圖片，以尋找最近月球地震的新證據(jù)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了我們需要重返月球，從阿波羅任務(wù)中學(xué)到了很多，但它們只是觸及了表面。有了一個(gè)更大的現(xiàn)代地震儀網(wǎng)絡(luò)，我們就可以在了解月球地質(zhì)方面取得巨大進(jìn)步。這為未來(lái)的登月任務(wù)提供了一些非常有希望而唾手可得的成果。
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來(lái)自： 博科園 > 《天文學(xué)類》
