每天早上和下午,月球表面都会像发条一样,发生微小的“月震”。现在,对月球地震活动的新分析已经描述了这些事件的特征,并发现其中一些事件并不像看上去的那样。

月球表面。

月球闹钟新研究描述了定期月震的特征

这项新研究发表在《地球物理研究杂志-行星》上的一项研究中进行了描述。

如果没有大气层来隔离,月球会经历剧烈的温度变化,从白天的最高温度250华氏度到夜间的-208华氏度。

这些极端的波动导致月球表面在热时膨胀,在冷时收缩,这种运动会导致月球表面附近的轻微震动和破裂,称为热月震。

20世纪70年代,阿波罗17号任务的宇航员在月球上放置了三个地震仪阵列,可以测量热月震。

地震仪收集了从1976年10月到1977年5月八个月的数据。直到最近,这些数据基本上没有受到影响。在这项新研究中,利用机器学习等现代技术重新分析了月球地震数据。

由最近加州理工学院博士后FrancescoCivilini领导的这项研究表明,热月震的发生具有精确的规律性,每天下午,当太阳离开天空中的最高位置并且月球表面开始变冷时。

但该研究的机器学习模型还检测到了早晨地震活动的其他特征,这些特征看起来与晚上的月震不同。令人惊讶的是,这些结果根本不是热月震。

研究人员能够对震动的来源进行三角测量,发现早晨的震动实际上来自几百米外的阿波罗17号月球着陆器基地。随着早上该结构的升温和膨胀,地震阵列检测到了其吱吱作响的振动。

“每个农历早晨,当太阳照射着陆器时,它就会开始弹出,”地球物理学研究教授、这项新研究的合著者艾伦·哈斯克(AllenHusker)说。“在五到七个地球小时的时间内,每五到六分钟就会发生一次。它们的规律性和重复性令人难以置信。”

了解月球活动至关重要,因为美国宇航局打算在几年内通过阿尔忒弥斯任务将宇航员送回月球,并最终建立月球基地。

尽管热月震太小,站在月球表面的任何人都感觉不到,但这些发现为未来月球着陆器和设备应设计能够经历的热收缩和膨胀提供了重要的见解。

哈斯克表示,其他阿波罗任务的着陆器很可能也会经历这种吱吱作响和膨胀的情况,尽管这些任务中的地震仪被设计用来测量与热月震不同的频率。

此外,地球和月球上的地震是研究地下发生情况的有效方法。地震波以不同的速度穿过不同的材料,因此研究人员可以通过测量地震特征来推断地下有哪些材料。

“我们希望能够绘制出地下陨石坑的地图并寻找沉积物,”哈斯克解释道。

“月球南极陨石坑中也有某些区域永远看不到阳光;他们永远处于阴影之中。如果我们能在那里安装一些地震仪,我们就可以寻找可能被困在地下的水冰;地震波在水中传播速度较慢。”

月球上没有板块构造或火山活动,但研究人员仍然对月球的内部结构有许多悬而未决的问题。

“从现有数据中尽可能多地了解非常重要,这样我们就可以设计实验和任务来回答正确的问题。月球是除地球之外唯一同时拥有多个地震仪的行星体。它为我们提供了彻底研究另一个身体的唯一机会,”哈斯克说。