月球是不是跟地球一樣會發生地震,它們的形成原因有何不同?

2020-12-04 環球科學貓

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作者:文/虞子期

地震和月震在各自的星球上頻繁地發生著

地震這個詞對很多人來說都不會陌生,尤其是跟我一樣身在四川的人,見證了很多次大小不同的地震發生。生活中也有不少人也將地震稱為地動,簡單來說就是一種地殼在快速釋放能量的時候所造成的劇烈震動。雖然,地震可以發生在軟流層和地殼中,但大多數破壞性較大的地震都發生在地殼內。

而關於地球發生地震的主要原因,目前則將其認定為板塊之間相互擠壓,造成板塊的內部或邊沿發生破裂和錯動。從統計數據來看,每年在我們的地球上所發生的地震,幾乎都可以達到500萬次以上。一年只有三百多天,將這個數字平均到每一天都有上萬次地震發生。

當然,這些地震中的大多數都不會對人類帶來嚴重危害,它們中的大多數要麼太小、要麼太遠。而那些我們沒有感受的地震,也通過地震儀記錄了下來,不管是它的震源、還是震中都是地震儀捕獲到的基本信息。而月球是地球的唯一天然衛星,也是人類在五十年前就登陸過的天體。事實上,並不是只有我們的地球才會地震,在大家熟悉的月球上也同樣存在著月震。

我們是怎麼知道月球會地震的?

正如大家所知道的那樣,早在五十年之前,阿波羅11號的太空人就登陸了月球表面。他們在登錄之後,其實並不只是帶回了月球上的塵埃,同時也在該星球上部署了地震儀,用以檢測月球是否也會發生地震(月震)。

從研究人員對阿波羅數據的分析來看,目前的月球跟我們的地球一樣,處於構造上的活躍期。我們的星球在發生地震,月球也同樣是具有地震活性的。雖然,地震波的持續時間一般是十秒到幾分鐘左右,但地震的真實持續時間則可能達到一個小時之長。

地震信號的範圍會受限於地質結構和距離上的差異。由於月球在數十億年的時間裡遭受了很多隕石的撞擊,其破裂的外殼遠沒有地球的地殼更加均勻。所以,當地震波在月球的月殼中散射開來的時候,就像是我們站在崎嶇不平的山區地形中高聲呼喊,很可能會聽到自己的回聲。

地震的聲波在地球的地殼和地幔進行傳播的時候,就像是聲波在寬闊的空間中進行透明傳播,這也是為什麼地球上的地震儀可以清晰的「聽到」地震的信號。而月球的地震傳感器則會檢測到大量的回聲,回聲的存在必然會導致原始信號失真,所以,即便我們可以知道月震發生了,但也難以確定該信號開始的位置。

月震和地震存在哪些不同之處?

在我們的地球上,不管是火山活動、還是地震這樣的構造活動,主要都是因為地球的熔融內部驅動了地殼構造板塊運動所造成。地震的本質,其實就是位於地球表層的巖石圈,在受力後發生破裂導致地表震動、乃至地表被破壞的情況。

地震可以說是地球上最常見和普通的一類自然現象,關於它形成的公認原因之一便和地殼板塊運動有關,但我們至今也沒有研究出它的形成機制。並且,地震的類型也並不是只有一種,比如,火山地震是因為火山活動所產生,塌陷地震是由於固巖層塌陷所引起。而我們常說的地震,則是地質構造活動導致的構造地震。

科學家們表示,月震也擁有具有四種以上的不同類型。其一是可能是由於潮汐所導致的地表深度在700公裡之下深度的月震;其二是由於其外部遭受到隕石撞擊而帶來的震動;其三是當月球在經歷兩周時間的「深凍月夜」之後,陽光的首次照射會導致冷卻的硬殼發生膨脹,並引起月球發生熱震;其四,則是發生於地表20到30公裡深度的淺月震。

事實上,在剛剛說到的四種月震類型中,前三種一般都表現得比較溫和。它們並不會導致發生月震的這些區域產生什麼危害,但所謂的淺層月震則表現得特別奇怪。僅僅是在1972年到1977年,科學家們便通過阿波羅地震臺網觀測到了28次之多,而它們中的一些甚至達到了裡氏級數的5.5。我們都知道,地球上的5級地震是具備一定破壞性的能量的,它能夠將我們家裡沉重的家具和室外的很多物體搖動到偏離原始位置。

地球上地震所造成的振動一般會在半分鐘之內就消失,但月球上的淺震卻持續了相當長一段時間,基本都保持在十分鐘以上。在這一點上之所以會出現如此巨大的差異,科學家們認為可能跟地球上的化學風化有關。比如,地球上大量水的存在會將各種礦物的結構擴大。地震時的能量就像是在海綿泡沫上傳播一樣,能夠讓震動快速消散,這便是為什麼地球上最大地震的震動,也會2分鐘之內的時間裡停止下來。

而月球在這一點上則表現得完全不同於我們的地球,它的構成大部分都很乾燥,就像是石頭或鐵一樣。也就是說,即便月震本身並不強烈,但它也會不斷地向前傳播。倘若生命想要在月球上棲息,那麼關心月震的持久性原因,會比了解該星球上的震級更加重要。到現在為止,科學家們依然不能確定月球上的淺層月震到底發生於何處,以及這些淺層月震發生的根本原因是什麼。因為,阿波羅地震儀的放置位置,本來就局限在月球表面上很小的一個區域,當然,這些都只是我們探索的開始。

總結一下:

首先,地震並不是地球特有的自然現象,同樣也存在於像月球這樣的其它天體上。雖然月球內部的能量近似枯竭,但它依然受到隕石撞擊和天體引力等其他影響,微弱的月震在該星球上時有發生。

其次,雖然都是常見的自然現象,但地震和月震不管是在形成原因上、還是其本身的特徵上,都存在許多不同之處。地震的震級能夠很大程度上體現出破壞力度的大小,而月震更需要注意的則是其持續時間久的原因是什麼。

最後,之所以我們要將時間花在了解月震上,是因為了解月球內部結構最好的方式便是研究月震波。就像地震波是將地球內部結構照亮的一盞燈一樣,而月震也同樣是照亮月球內部結構的希望之光。看似平靜的月球表面,實則蘊藏著十分活躍的星體內部活動,而我們也的確通過對月震的研究,了解到了月球的結構大部分都是固態組成。

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