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月球是一個相當平靜的地方,25 億年來一直沒有地質活動。不過,雖然這裏不再有火山噴發或大地震,但小地震事件仍然在這裏發生。
這些震動,即月震,很大程度上是由我們最近的天體鄰居表面的急劇溫度波動引起的。由於沒有絕緣大氣層,月球會經歷劇烈的溫度變化,從白天的 +121°C 到夜間的 -97°C。這些振動導致月球表面在熱時膨脹,在冷時收縮,導致月球表面附近的震動和裂縫。
一項新的研究發現,1972 年 美國太空總署 阿波羅 17 號任務期間太空人安裝的三個地震儀使科學家能夠測量這些熱地震,但他們也取得了一些意想不到的發現。
這項研究由加州理工學院 ( Caltech ) 的一個團隊進行,利用現代技術重新檢查了 1976 年 10 月至 1977 年 5 月八個月期間收集的地震數據。在加州理工學院團隊決定使用機器學習模型重新審視這些數據之前,這些數據基本上沒有受到影響。人們發現月震的發生具有非常精確的規律性,與日出和日落同時發生,本質上使它們成為一個天然的月球時鐘。
然而,與晚上的月球地震不同,早晨還發現了其他地震活動跡象。事實證明,這些根本不是熱月震。
研究人員發現,早晨震動的來源是阿波羅 17 號 月球著陸器本身的底座。他們發現,隨著著陸器全天加熱和膨脹,它會引起振動,然後由敏感的地震儀記錄下來。
「每個農歷早晨,當太陽照射到著陸器時,它就會開始‘彈跳 ’,」該研究的合著者之一艾倫·哈斯克(Allen Hasker)解釋道。 - 每五到六分鐘重復一次,持續五到七個地球小時。震動非常規律且重復。」
鑒於美國太空總署打算將太空人送回月球並最終建立月球基地,哈斯克和他的同事熱衷於強調了解月球活動的 「至關重要」 。
盡管熱月震太小,站在月球表面的太空人無法感覺到,但加州理工學院團隊的發現為了解月震如何收縮和膨脹提供了重要的見解。在設計未來的月球車輛和器材時需要考慮這些運動。
此外,研究人員的新聞稿補充說,地球和月球的震動是了解地表深處發生的事情的關鍵。地震波以不同的速度穿過不同的材料,因此透過研究它們,科學家可以了解地表深處的結構。
「我們希望能夠繪制地下隕石坑的地圖並尋找化石沈積物 ,」哈斯克在一篇關於他的團隊的工作發現的文章中解釋道。
「月球南極隕石坑中的某些區域也永遠見不到陽光;它們經常被遮蔽。如果我們可以在那裏放置一些地震儀,我們就可以尋找可能被困在地下的水冰;地震波在水中傳播速度較慢。」
他補充道: 「從現有數據中盡可能多地了解資訊非常重要,這樣我們才能設計實驗和任務來回答正確的問題。月球是除地球之外唯一同時安裝了多個地震儀的行星體。這為我們提供了一個獨特的機會來徹底研究鄰近的天體。」