月震,震震不一样
佛山防震 2024-09-15 18:45

我们常用月色如水、月色宁静来形容月亮,但真正的月球并非一个完全安静的世界。随着这些年各路探测器登陆月球,月球的真面目正逐渐以科学视角向我们揭开。


月震其实不一样

月球上有“地震”不是新鲜事,我们一般称之为“月震”。从1969年阿波罗11号飞船在月球上架设第一台月震仪开始,人类就开始了月震的观测与研究。与地震不同,月震发生后震动持续时间长,震源深度深且震级偏小,而且月震发生的成因各有不同。根据成因,一般将月震分为陨石月震热月震深层月震浅层月震

找不到好图,表情包当月亮吧

月球没有大气层,经常有陨石坠落撞击,引起“陨石月震”在月球的昼夜交替中,月球表面温度通常会从白天的130 ℃降至夜间的-173 ℃,月球表面冻结和融化的过程会引起“热月震”。

平底锅,啊不是,陨石撞击脑袋瓜子可不得嗡嗡的

除此之外,在月球内部也发生着地震,位置有深有浅。“深层月震”是由来自地球的潮汐压力引起的,通常发生在月球表面以下800至1200千米之间。月球在近地点和远地点的引力不一样,月球本体在引力作用下会发生压缩和膨胀,从而导致月震的发生。

至于“浅层月震”则是由月球内部结构变化引起的,震源深度最深可达200千米。浅层月震的成因,目前认为与月球的衰落有关

图为月球南极和阿波罗测震装置记录到的部分月震信息。监测条件有限,震中位置并不准确,以紫红色圆点和浅蓝色多边形示意。红线为断层位置。(NASA)

月球,衰落收缩引月震


月球诞生于40 多亿年前的一次剧烈行星碰撞,至今仍残留着内部热量,这些热量正慢慢渗入太空。随着核心冷却,月球正在逐渐收缩——据估计,数千万年来,月球直径缩小了约 50米。从某种意义上说,月球确实正在逐渐衰落。

终究是老了啊......

但这并不会影响你欣赏今年的圆月,毕竟我们和月球的距离那么远,而月球缩小的体积又那么小,在有生之年,我们是看不出来月球有什么变化的。而且也不会对潮汐有影响,毕竟月球的质量保持不变,根据万有引力公式,引力只跟质量和距离有关。

前面提到的“浅层月震”正是因为月球收缩导致的。收缩时月球表面会起皱——就像光滑的葡萄晒成皱巴巴的葡萄干一样。
月球没有板块构造,收缩时脆弱的“月壳”大多会皱缩出逆断层,以适应其不断缩小的体积。而断层运动,正是构造地震发生的原因。

当地壳受到挤压时岩石发生压缩或抬升,形成逆断层。断层运动的瞬间释放大量能量,地震发生


月震有危害?


真正担心月震的,是科研人员和未来要踏上月球的宇航员。
50多年前,美国宇航员在月球上留下月震仪,攒了不少数据。近几年研究人员分析了月震数据,又用月球轨道探测器的测绘数据识别出月球上的断层,将这些断层与月震活动联系起来。

奥尔德林布设月震仪

你看,这不就在月球南极发现了一处逆断层。在卫星图片上,这些逆断层看着就像衣服的褶皱一样。月球虽没有风化和流水侵蚀,但宇宙高能辐射及太阳风粒子的不断撞击、巨大的月球昼夜温差会加速月球表面岩石破碎,因此影像上明显的逆断层可能刚形成不久,相对比较“年轻”。除此之外,还有数千个相对较小、较“年轻”的逆断层,广泛分布在月壳中。

月球南极发现的逆断层(NASA)
研究人员认为,在月球南极的一组断层可能与一次5级的月震有关。
在地球上,一次5级地震会有明显的震感,个别老旧的房屋建筑可能会有损伤,大型基础设施很难有明显损坏。在月球上,5级地震会不会引起滑坡?会不会影响探月仪器?会不会对宇航员造成伤害?都是需要继续研究的问题。

很让人担心

而且有些研究人员发现,在月球上可能也存在“场地效应”。啥是场地效应呢,简单来说就是地震发生时,在坚硬的岩石上和在深厚的粘土层上,感受到的震动是不一样的。深厚的粘土层会放大地振动,人感受到的震感会更强,房屋可能也会遭受更大的破坏。
1985年,墨西哥近海发生8.0级地震,远在300千米之外的墨西哥城却成为地震中受灾最严重的城市,就是场地效应的典型案例。月球风化强,有些地方覆盖了深厚的月壤,是有可能会放大地震动的。

墨西哥城在1985年地震时的震动放大记录图
话又说回来,月亮遥挂千里之外,月震数据有限,月壤啥成分、有多厚也不清楚,目前的研究都是探索阶段。2026年,中国预计发射嫦娥七号,我国自主研发的月震仪将会被布设在月球上,到时候我们也将拥有“第一手”研究数据。毕竟这对要登月的宇航员和科研设备来说,是要认真考虑的问题。

嫦娥六号在月背采样

虽然月震、断层以及可能存在的场地效应现在不会影响到赏月的你我,但说不定此时正在吃月饼的你,未来就能登月呢。

祝大家中秋节快乐啊!


参考文献:

Shrinking Moon Causing Moonquakes and Faults Near Lunar South Pole.NASA

What Are Moonquakes: The Causes and Different Types.Discover
The Moon Is Shrinking, Causing Moonquakes at a Potential NASA Landing Site, Study Finds.Smithsonian Magazine
Seismic Site Effect Investigation for Future Moonquake-Resistant Structures by Considering Geometrical and Geotechnical Characteristics of Lunar Bases
震才实学 | 举头望明月 明月也会震。上海市地震局
趣味地震学 | 地震预警三部曲。冯锐
月壤到底有何珍贵价值?说一说这稀有的“无价之土”。中国科学技术馆