Månen ryster, mens den skrumper

En analyse fra 2010 af billeder fra NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) fandt ud af, at månen skrumpede som en rosin, da dens indre afkølede, efterlader tusindvis af klipper kaldet trykforkastninger på månens overflade.

En ny analyse tyder på, at månen stadig krymper i dag og aktivt producerer måneskælv langs disse trykforkastninger. Et team af forskere, herunder Nicholas Schmerr, en assisterende professor i geologi ved University of Maryland, designet en ny algoritme til at genanalysere seismiske data fra instrumenter placeret af NASAs Apollo-missioner i 1960'erne og 70'erne. Deres analyse gav mere nøjagtige epicenter-placeringsdata for 28 måneskælv registreret fra 1969 til 1977.

Holdet overlejrede derefter disse lokalitetsdata på LRO-billederne af trykfejlene. Baseret på jordskælvenes nærhed til trykfejlene, forskerne fandt ud af, at mindst otte af jordskælvene sandsynligvis skyldtes ægte tektonisk aktivitet - bevægelsen af ​​skorpeplader - langs trykforkastningerne, snarere end fra asteroide-nedslag eller rumlen dybt inde i månens indre.

Selvom Apollo-instrumenterne registrerede deres sidste jordskælv kort før instrumenterne blev pensioneret i 1977, forskerne antyder, at månen sandsynligvis stadig oplever jordskælv den dag i dag. Et papir, der beskriver arbejdet, medforfatter af Schmerr, blev offentliggjort i tidsskriftet Natur Geovidenskab den 13. maj, 2019.

"Vi fandt ud af, at en række af de jordskælv, der blev registreret i Apollo-dataene, skete meget tæt på de fejl, der blev set i LRO-billederne, " sagde Schmerr, bemærker, at LRO-billederne også viser fysiske beviser for geologisk nyere fejlbevægelser, såsom jordskred og væltede kampesten. "Det er ret sandsynligt, at fejlene stadig er aktive i dag. Man ser ikke ofte aktiv tektonik andre steder end Jorden, så det er meget spændende at tænke på, at disse fejl stadig kan producere måneskælv."

Astronauter placerede fem seismometre på månens overflade under Apollo 11, 12, 14, 15 og 16 missioner. Apollo 11 seismometeret fungerede kun i tre uger, men de fire resterende instrumenter registrerede 28 lavvandede måneskælv – typen frembragt af tektoniske forkastninger – fra 1969 til 1977. På Jorden, skælvene ville have varieret i størrelsesorden fra omkring 2 til 5.

Ved at bruge de reviderede placeringsestimater fra deres nye algoritme, forskerne fandt ud af, at epicentrene for otte af de 28 lavvandede jordskælv var inden for 19 miles fra fejl, der var synlige på LRO-billederne. Dette var tæt nok til, at holdet kunne konkludere, at fejlene sandsynligvis forårsagede jordskælvene. Schmerr ledede bestræbelserne på at producere "rystekort" afledt af modeller, der forudsiger, hvor den kraftigste rystelse skulle forekomme, givet størrelsen af ​​trykfejlene.

Forskerne fandt også ud af, at seks af de otte jordskælv skete, da månen var på eller nær dens apogee, det punkt i månens kredsløb, hvor den er længst væk fra Jorden. Det er her, yderligere tidevandsspænding fra Jordens tyngdekraft forårsager en top i den samlede spænding på månens skorpe, hvilket gør glidning langs trykfejlene mere sandsynligt.

"Vi tror, ​​det er meget sandsynligt, at disse otte jordskælv blev produceret af fejl, der skrider, da stress opbygges, når måneskorpen blev komprimeret af global sammentrækning og tidevandskræfter, hvilket indikerer, at Apollo-seismometrene registrerede den skrumpende måne, og at månen stadig er tektonisk aktiv, " sagde Thomas Watters, hovedforfatter af forskningspapiret og seniorforsker i Center for Earth and Planetary Studies ved Smithsonian Institution i Washington.

Ligesom en drue rynker, når den tørrer og bliver til en rosin, månen rynker også, når dens indre afkøles og krymper. I modsætning til det fleksible skind på en drue, imidlertid, månens skorpe er skør, får det til at gå i stykker, da det indre krymper. Dette brud resulterer i trykfejl, hvor en sektion af skorpen skubbes op over en tilstødende sektion. Disse forkastninger ligner små trappeformede klipper, eller scarps, set fra månens overflade; hver er omtrent snesevis af yards høj og et par miles lang.

LRO'en har afbildet mere end 3, 500 forkastninger på månen, siden den begyndte at fungere i 2009. Nogle af disse billeder viser jordskred eller kampesten i bunden af ​​relativt lyse pletter på skråningerne af forkastningsskråninger eller nærliggende terræn. Fordi vejrlig gradvist gør materiale på månens overflade mørkere, lysere områder angiver områder, der er nyudsat af en begivenhed som et måneskælv.

Andre LRO-fejlbilleder viser friske spor fra kampestensfald, tyder på, at jordskælv sendte disse kampesten rullende ned ad deres klippeskråninger. Sådanne spor ville blive slettet relativt hurtigt, med hensyn til geologisk tid, af den konstante regn af mikrometeoroid-påvirkninger på månen. Med næsten et årti af LRO-billeder allerede tilgængelige og mere på vej i de kommende år, holdet vil gerne sammenligne billeder af specifikke forkastningsområder fra forskellige tider for at lede efter nye beviser for nylige måneskælv.

"For mig, disse fund understreger, at vi skal tilbage til månen, " sagde Schmerr. "Vi lærte meget af Apollo-missionerne, men de ridsede egentlig kun overfladen. Med et større netværk af moderne seismometre, vi kunne gøre store fremskridt i vores forståelse af månens geologi. Dette giver nogle meget lovende lavthængende frugter til videnskaben på en fremtidig mission til månen."