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月球上有地震吗?

最新研究表明,让月球“颤栗”的地震并不一定是地球引力引起的,其元凶也可能是月球的地质构造运动。换句话说,月球的“心脏”仍在跳动。

平静的地质界迎来一场大地震:象征夜之静寂的月球竟有一颗跳动的“心”!

其冰冷的灰色岩层表面之下,热浪仍在翻滚,足以融化岩石,制造“月”震。一如“凡间”的地球在板块运动中撕扯断裂、产生裂痕,月球地壳也是多灾多难。我们想象中一动不动的石质天体其实是鲜活的生命!

实际上,月球地质学专家几十年前就已知道月球会定期发生地震。“阿波罗”计划11号、12号、14号、15号和16号都在登月基地附近安置了地震仪。

阿波罗”11 号在 1969年放置了第一个地震仪。但它很快出了故障。

1969年至1977年,地震仪共记录到数千次地震。“但几乎全部地震都是地球引力引起的。”法国国立高等航空航天学院地球物理学家拉斐尔·加西亚(Raphaël Garcia)在分析数据后总结道。

就如同月球以引发潮汐的形式影响着地球海洋,地球引力也会造成月球表面周期性变形。“这股引力使月球变形,一些区域的岩石甚至因此断裂,随即引发了地震。”巴黎地球物理研究所(IPGP)相关领域专家菲利普·洛尼奥内(Philippe Lognonné)解释道。

这类地震通常被称为“深层地震”,因为其震源,也就是“咔嚓声”出现的地方位于月球表面之下数百千米。

只不过地质学家很快发现,记录在案的数千次月球地震中,有28次算不上深层,不符合上述形成机制。“据估计,这些地震的震源离地表不到50千米。”拉斐尔·加西亚指出。此外,这些“不寻常”地震比引力引发的地震严重得多:最高强度能达到里氏5级。

在记录下来的数千次地震中,有 28 次 深 层 强震很可能不是地球引力造成的。

那么,怎样的物理现象会引发此类地震呢?

研究人员提出假设:可能是月球巨大的昼夜温差导致其表面热胀冷缩。温差最大可达250℃,足以令岩石剧烈膨胀……

但他们很快意识到,温差导致的膨胀只能引起轻微震动。此外,种种条件限制也令地球物理学家犯难。“‘阿波罗’号任务形成了地震数据网,但其质量并不理想,我们无法精确定位震源,也没法验证各种假设。”拉斐尔·加西亚回忆道。

科学家比对了 LRO 探测器拍摄的断层照片和“阿波罗”计划记录下的地震数据,提出了地质构造引发月球地震的假说。

其实在50年前,月球上建立的地球物理学站早就引入了可将地震数据数字化的技术。但在当时看来非常革命性的技术而今已显鸡肋,无法提供足够的信息开展深入分析。

疑团悬而未决,直到美国地球和行星研究中心地球物理学家托马斯·沃特斯(Thomas Watters)看到了“阿波罗”登月舱传回的全景照片,发现月球表面有疑似“疤痕”一类的存在。

箭头指向处为断层

“它们形似褶皱,约有十几米深。”他回忆道。灵感一闪而过,这些“疤痕”或许预示着真正的断层,即“逆断层”的存在。

在地球上,这类断层会导致类似褶皱出现,两大板块相互挤压,一块叠在另一块上,抬升了地球表面。“但‘阿波罗’的地震数据以及手头的图像仍不足以证实月球确实存在地质构造运动。”托马斯·沃特斯遗憾地表示。

新图像更清晰

好在今天,我们有了清晰的月球图像!

2009年,美国国家航空航天局(NASA)发送了月球勘测轨道飞行器(LRO),其搭载的探测器沿月球轨道拍摄下了精度达50厘米的月球表面图像,最微小的起伏、最细微的色彩变化,乃至最不起眼的环形山和断层都一览无余。

因此,只要想办法拿图像和“阿波罗”地震数据进行比对就行了。“这个办法好极了。”IPGP行星专家川村太一(Taichi Kawamura)赞叹道。

“我们分析了LRO收集的图像,疤痕的确存在,几乎布满整个月球表面,两极到赤道都有。”托马斯·沃特斯解释道。某些断层或许还不足5000万岁,“在地质学家看来,都是年轻的断层”,他强调。

箭头指向处为断层

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