最新研究:月震導致月球表面像葡萄乾一樣收縮

2010年，美國宇航局月球勘測軌道器（LRO）圖像分析顯示，隨著月球內部逐漸降溫，月球表面像葡萄乾一樣收縮，殘留數千個被稱為「逆衝斷層」的懸崖。目前最新分析表明，月球可能仍然繼續收縮，沿著逆衝斷層活躍產生月震。

馬裡蘭大學地質學助理教授尼古拉斯·施梅爾（Nicholas Schmerr）在內的一支研究小組，設計了一種新算法重新分析上世紀60-70年代阿波羅任務放置在月球表面的地震儀勘測的地震數據，他們的分析工作為1969-1977年之間記錄的28次月震事件提供了更準備的震中位置數據。

之後研究小組將這些位置數據疊加在逆衝斷層的LRO圖像數據上，基於火震與逆衝斷層的距離，研究人員發現，至少有8次火震可能是由真正的構造活動——地殼板塊運動，沿著逆衝斷層發生的，而不是由於小行星碰撞或者月球內部深處隆隆聲引起的。

雖然阿波羅儀器在1977年退役之前記錄了最後一次月震，但是研究人員認為，直到現今月球仍可能經歷著月震。一篇由施梅爾合著的研究報告於2019年5月13日發表在《自然地球科學》雜誌上。

施梅爾說：「我們發現阿波羅勘測數據中記錄的許多月震都發生在LRO圖像中距離逆衝斷層很近的區域。」他還指出，LRO圖像還顯示地質結構上近期斷層運動的物理證據，例如：滑坡和滾落的巨石。很可能這些斷層仍然活躍，除了地球，你很少能在其他地方看到活躍的地質構造，因此想到這些斷層仍可能引發月震，是非常令人興奮的事情。

在阿波羅任務期間，太空人在月球上放置了許多不同科學儀器，其中包括阿波羅11號、12號、14號、15號和16號任務期間放置的5個地震儀。阿波羅11號地震儀只工作了3周，但其餘4臺儀器記錄了1967-1977年之間發生的28次淺層月震。這些月震在地球上相當於2-5級地震。

利用最新算法修正後的評估位置，研究人員發現，在這28次淺層月震中，有8次震中距離LRO圖像中可見的逆衝斷層不足30.5公裡。這足以讓研究小組得出結論——逆衝斷層可能導致月震。施梅爾基於逆衝斷層的大小，從計算機模型中繪製出「月震圖」，從而預測最強烈的震動會發生在哪裡？

同時，研究人員還發現在8次月震中，有6次發生在月球接近或者處於遠地點，這是月球軌道最遠離地球的位置。地球引力產生的額外潮汐壓力導致月球地殼的總應力達到峰值，使其很有可能沿著逆衝斷層滑動。

研究報告作者、美國史密森學會地球和行星研究中心的託馬斯·瓦特斯（Thomas Watters）說：「我們認為，當月殼被全球收縮和潮汐引力壓縮時，極有可能產生這8次月震，並產生逆衝斷層滑坡。這項研究與阿波羅地震儀記錄的月球縮小、仍處於地質活躍性的現象相符。」

就像葡萄脫水變成葡萄乾一樣，當月球內部降溫和收縮，月球表面也會產生褶皺。然而，與葡萄乾柔韌表皮不同的是，月球外殼很薄、很脆，當內部收縮時，會導致其斷裂。逆衝斷層出現斷裂會使地殼部分推至相鄰部位，從月球表面上看，這種斷層像小階梯狀的懸崖或者陡坡，每一個大約有幾十米高，幾公裡長。

自LRO探測器2009年開始運行以來，現已拍攝了3500多張月球斷層崖照片。其中一些照片顯示，附近地形或者斷層崖斜坡相對明亮的底部有滑坡或者巨石。由於風化作用使月球表面的物質逐漸變暗，較亮區域呈現的是月震等事件之後暴露出的地質結構。

其它LRO斷層圖像表明斜坡有巨石滾落的最新證據，就地質時間而言，由於微流星雨持續碰撞月球，近10年以來的LRO圖像都可用於分析月震，未來幾年的圖像數據能更進一步證實月震現象。

施梅爾說：「對我而言，這些最新發現突出了我們需要重返月球，我們從阿波羅任務中掌握了許多月球信息，但這些只觸及表面，通過一個更大的現代地震儀網絡系統，我們可以在月球地質研究領域獲得較大進步。這對未來登月任務提供一些重要數據。」目前，這篇最新研究報告發表在5月13日出版的《自然地球科學》雜誌上。