القمر يسقط كما يتقلص التحليل الجديد

تشير بيانات مأخوذة من بعثات أبولو لاستكشاف القمر والفضاء التابعة لناسا إلى أن القمر لا يزال نشطًا من الناحية التكتونية

في عام 2010 ، وجد تحليل للصور التي التقطتها المركبة الفضائية Lonar Reconnaissance Orbiter (LRO) التابعة لناسا أن القمر انكمش وتقلص مع تبريده الداخلي ، تاركًا وراءه آلاف المنحدرات التي يطلق عليها أخطاء الدفع على سطح القمر.

تحليل جديد - أجراه فريق من الباحثين بما في ذلك نيكولاس شمير - أستاذ مساعد في الجيولوجيا في جامعة ميريلاند - يضاف إلى هذا الاستنتاج من خلال اقتراح أن القمر ربما لا يزال يتقلص اليوم وما زال ينتج بنشاط زلازل قمرية على طول هذه العيوب الدافعة.

هذا الخطأ المهم هو واحد من الآلاف الذين تم اكتشافهم على سطح القمر من قِبل ناسا لاستكشاف القمر المداري (LRO). تشبه هذه العيوب المنحدرات الصغيرة على شكل درج ، أو الأوشحة عند رؤيتها من سطح القمر. تتشكل الأوشحة عندما يتم دفع جزء من قشرة القمر (أسهم يسار الإشارة) إلى أعلى على الجزء المجاور (أسهم تشير إلى اليمين) بينما يبرد الجزء الداخلي من القمر وينكمش. تشير الأبحاث الجديدة إلى أن هذه العيوب قد لا تزال نشطة اليوم (إطار LROC NAC M190844037LR ؛ NASA / GSFC / جامعة ولاية أريزونا / سميثسونيان)

حتى أن الفريق رصد النشاط الجيولوجي مثل الانهيارات الأرضية والصخور المكسورة. يقول Schmerr: "لقد وجدنا أن عددًا من الزلازل المسجلة في بيانات Apollo حدثت بالقرب من العيوب التي شوهدت في صور LRO.

"من المرجح أن العيوب لا تزال نشطة اليوم. غالبًا ما يتعذر عليك رؤية التكتونيات النشطة في أي مكان غير الأرض ، لذلك من المثير جدًا الاعتقاد أن هذه العيوب ربما ما زالت تنتج زلازل قمرية. "

صمم Schmerr والفريق خوارزمية جديدة لإعادة تحليل البيانات الزلزالية من الأدوات الموضوعة خلال مهام Apollo التابعة لناسا في الستينيات والسبعينيات. سمح هذا الفحص الجديد للفريق بتحديد بيانات أكثر دقة عن موقع مركز الزلزال لـ 28 من الزلازل التي تم تسجيلها بين عامي 1969 و 1977.

ثم قاموا بتركيب بيانات الموقع المنقحة هذه على صور LRO لأخطاء الدفع. ووجدوا أنه بناءً على قرب الزلازل من عيوب الدفع ، فإن ثمانية من الزلازل على الأقل نتجت على الأرجح عن النشاط التكتوني الحقيقي - حركة الصفائح القشرية - على طول عيوب الدفع. وهذا يعارض تأثيرات الكويكبات أو التماثيل في عمق القمر الذي سبق اقتراحه كآلية لهذا النشاط.

على الرغم من أن أدوات أبولو سجلت زلزالها الأخير قبل وقت قصير من تقاعد الآلات في عام 1977 ، فمن المرجح أن القمر لا يزال يعاني من الزلازل حتى يومنا هذا - الورقة التي تصف العمل - توضح الحالة. نُشر البحث - الذي شارك في تأليفه شمير - في مجلة Nature Geoscience في 13 مايو 2019.

قياس الزلازل

وضع رواد الفضاء خمسة أجهزة لقياس الزلازل على سطح القمر خلال مهمات أبولو 11 و 12 و 14 و 15 و 16. تم تشغيل مقياس الزلازل Apollo 11 لمدة ثلاثة أسابيع فقط ، لكن الأدوات الأربعة المتبقية سجلت 28 من الزلازل القمرية الضحلة - النوع الذي أنتجته الأعطال التكتونية - من عام 1969 إلى عام 1977. على الأرض ، كانت الزلازل تتراوح قوتها بين 2 و 5.

كانت تجربة الزلازل السلبية أول مقياس للزلازل يوضع على سطح القمر. لقد اكتشفت

باستخدام تقديرات الموقع المنقحة من خوارزمية جديدة ، وجد الباحثون أن مراكز ثمانية من 28 من الزلازل الضحلة كانت في حدود 19 ميلا من العيوب الظاهرة في صور LRO - قريبة بما فيه الكفاية للفريق أن يستنتج أن العيوب من المحتمل أن تسببت في الزلازل.

قاد Schmerr جهدًا لإنتاج "خرائط الاهتزاز" المستمدة من النماذج التي تتنبأ بالمكان الذي يجب أن يحدث فيه أكبر اهتزاز ، نظرًا لحجم أخطاء الدفع.

ووجد الباحثون أيضًا أن ستة من الزلازل الثمانية حدثت عندما كان القمر في أوج أو بالقرب منه - وهي النقطة الموجودة في مدار القمر عندما يكون بعيدًا عن الأرض. عند هذه النقطة ، يؤدي إجهاد المد والجزر الإضافي الناتج عن جاذبية الأرض إلى حدوث ذروة في إجمالي الإجهاد على قشرة القمر ، مما يجعل الانزلاق على طول صدوع الدفع أكثر احتمالًا.

يقول توماس ووترز ، المؤلف الرئيسي لورقة البحث وكبير العلماء في مركز دراسات الأرض والكواكب بمعهد سميثسونيان في واشنطن: "نعتقد أنه من المحتمل جدًا أن تكون هذه الزلازل الثمانية قد نتجت عن أعطال تراجعت مع تزايد التوتر عندما تم ضغط القشرة القمرية عن طريق الانكماش العالمي وقوات المد والجزر ، مما يشير إلى أن أجهزة قياس الزلازل في أبولو سجلت القمر المتقلص والقمر لا يزال نشطًا من الناحية التكتونية. "

يرسم الباحثون تشابهًا مع العملية التي تحول العنب إلى الزبيب. كما أن العنب قد يتجعد بينما يجف ليصبح زبيبًا ، فإن القمر يتجعد أيضًا بينما يبرد داخله وينكمش. ولكن على عكس الجلد المرن على العنب - فإن قشرة القمر هشة ، مما يتسبب في كسرها مع تقلص الجزء الداخلي. ينتج عن هذا الكسر أخطاء في الدفع ، حيث يتم دفع قسم واحد من القشرة لأعلى فوق قسم مجاور. تشبه هذه العيوب - ارتفاع كل منها حوالي عشرة أمتار ويبلغ طولها بضعة أميال - المنحدرات الصغيرة على شكل درج عند مشاهدتها من سطح القمر.

قام LRO بتصوير أكثر من 3500 وشاحًا للخطأ على سطح القمر منذ بدء تشغيله في عام 2009 - مع بعض هذه الصور التي تظهر الانهيارات الأرضية أو الصخور أسفل البقع الساطعة نسبيًا على منحدرات الوشاح أو الأعطال القريبة. نظرًا لأن التجوية تغمق المواد على سطح القمر تدريجيًا ، فإن المناطق الأكثر إشراقًا تشير إلى المناطق التي تتعرض حديثًا لحدوث حدث مثل الزلزال.

تظهر صور خطأ LRO الأخرى مسارات جديدة من شلالات الصخور ، مما يشير إلى أن الزلازل أرسلت هذه الصخور المتدحرجة على منحدراتها الصخرية. سوف يتم مسح هذه المسارات بسرعة نسبية ، من حيث الوقت الجيولوجي ، بسبب المطر المستمر لتأثيرات الأجسام الدقيقة على القمر. مع وجود ما يقرب من عقد من صور LRO المتاحة بالفعل والمزيد على الطريق في السنوات المقبلة ، يعتزم الفريق مقارنة الصور لمناطق خطأ محددة من أوقات مختلفة للبحث عن أدلة جديدة من الزلازل الأخيرة.

ويضيف شمير: "بالنسبة لي ، تؤكد هذه النتائج أننا بحاجة إلى العودة إلى القمر. لقد تعلمنا الكثير من مهام Apollo ، لكنهم بالفعل خدشوا السطح فقط. "

ويخلص إلى القول: "مع وجود شبكة أكبر من أجهزة قياس الزلازل الحديثة ، يمكننا أن نخطو خطوات كبيرة في فهمنا لجيولوجيا القمر. يوفر هذا بعض الثمار الواعدة المنخفضة جدًا للعلوم في مهمة مستقبلية إلى القمر. "

بحث أصلي: "النشاط الزلزالي الضحل وأخطاء الدفع على سطح القمر" ، تم نشر توماس واترز ، وريني ويبر ، وجيفري كولينز ، وإيان هاولي ، ونيكولاس شمير وكاترين جونسون ، في مجلة Nature Geoscience في 13 مايو 2019. http: / /dx.doi.org/10.1038/s41561-019-0362-2

نشر في الأصل في Scisco Media