Mondbebenwarnung – Der Mond schrumpft, was Erdrutsche und seismische Vibrationen verursacht

Das Epizentrum eines der stärksten Mondbeben, das vom Apollo Passive Seismic Experiment aufgezeichnet wurde, liegt in der Südpolregion des Mondes. Die genaue Lage des Epizentrums lässt sich jedoch nicht genau bestimmen. Eine Wolke möglicher Standorte (lila Punkte und hellblaues Polygon) eines starken flachen Mondbebens wird mithilfe eines Übertragungsalgorithmus verteilt, der speziell für spärliche seismische Netzwerke in der Nähe des Pols angepasst ist. Die blauen Kästchen zeigen die Standorte der geplanten Landezonen für Artemis III. Gelappte Verwerfungshänge werden mit kleinen roten Linien dargestellt. Die Wolke der Epizentren umfasst eine Reihe von gelappten Klippen und mehrere Landezonen für Artemis III. Bildquelle: NASA/LROC/Arizona State University/Smithsonian Institution

Das neue Papier identifiziert potenzielle Landeplätze für die Artemis-Mission, die besonders anfällig für Erdbeben und Erdrutsche sind.

Der Umfang des Erdmondes ist um mehr als 150 Fuß geschrumpft, da sein Kern in den letzten Hunderten von Millionen Jahren allmählich abgekühlt ist. So wie eine Weintraube Falten wirft, wenn sie zu einer Rosine schrumpft, so knittert auch der Mond, wenn er schrumpft. Aber im Gegensatz zur flexiblen Schale der Weintrauben ist die Mondoberfläche spröde, sodass sich dort, wo Teile der Schale gegeneinander drücken, Unebenheiten bilden.

Mondbeben und menschliche Erforschung

Ein Team von Wissenschaftlern hat Beweise dafür gefunden, dass diese anhaltende Kontraktion des Mondes zu einer spürbaren Verformung der Oberfläche in der Antarktisregion geführt hat, einschließlich Gebieten, in denen … NASA Vorgeschlagen für bemannte Landungen der Artemis III. Da die durch einen schrumpfenden Mond verursachte Rissbildung häufig mit seismischen Aktivitäten wie Mondbeben einhergeht, könnten Standorte in der Nähe oder innerhalb dieser Risszonen Risiken für zukünftige menschliche Erkundungsbemühungen darstellen.

In einem neuen Artikel veröffentlicht in Planetary Science JournalDas Team brachte eine Gruppe von Verwerfungen in der Südpolarregion des Mondes mit einem der stärksten jemals aufgezeichneten Mondbeben in Verbindung Apollo-Seismographen Seit mehr als 50 Jahren. Anhand von Modellen zur Simulation der Stabilität von Oberflächenhängen in der Region stellte das Team fest, dass einige Gebiete besonders anfällig für Erdrutsche sind, die durch seismische Erschütterungen ausgelöst werden.

Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), Schmalwinkelkamera (NAC)-Mosaik der Wiechert-Gruppe von Lappenmänteln (Pfeile zeigen nach links) in der Nähe des Südpols des Mondes. Der Verwerfungshang durchschneidet einen degradierten Krater mit einem Durchmesser von etwa 1 km (0,6 Meilen) (Pfeil zeigt nach rechts). Bildquelle: NASA/LRO/LROC/ASU/Smithsonian Institution

Die Natur und Gefahren von Mondbeben

Thomas R. sagte: „Unsere Modelle deuten darauf hin, dass flache Mondbeben, die starke Bodenerschütterungen in der Antarktis erzeugen können, wahrscheinlich auf Gleitereignisse an bestehenden Verwerfungen oder die Bildung neuer Überschiebungen zurückzuführen sind“, sagte Dr. Waters, Hauptautor der Studie und emeritierter leitender Wissenschaftler an der UCLA. Nationales Luft- und Raumfahrtmuseum, Zentrum für Erd- und Planetenstudien. „Die globale Verteilung neu auftretender Überschiebungen, ihre Fähigkeit, aktiv zu sein, und das Potenzial für die Bildung neuer Überschiebungen durch die anhaltende globale Kontraktion müssen bei der Planung des Standorts und der Stabilität permanenter Mondaußenposten berücksichtigt werden.“

Flache Mondbeben ereignen sich in der Nähe der Mondoberfläche, nur etwa hundert Meilen tief in der Erdkruste. Ähnlich wie Erdbeben werden flache Mondbeben durch Störungen im Mondinneren verursacht und können stark genug sein, um Gebäude, Ausrüstung und andere von Menschenhand geschaffene Strukturen zu zerstören. Aber im Gegensatz zu Erdbeben, die in der Regel nur wenige Sekunden oder Minuten dauern, können flache Mondbeben Stunden und sogar einen ganzen Nachmittag andauern – wie das Mondbeben der Stärke 5,0, das in den 1970er Jahren vom Apollo Passive Seismic Network aufgezeichnet wurde und das das Forschungsteam beobachtete mit der Seismik verbunden. Eine Sammlung von Fehlern, die kürzlich von der Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter entdeckt wurden.

Simulation der Bodenbewegung infolge eines flachen Mondbebens in der Nähe des Südpols des Mondes. In einer Entfernung von mindestens 40 km von der Quelle ist mit starken bis mäßigen Bodenerschütterungen zu rechnen. Bildnachweis: Nicholas Schmir, University of Maryland

Laut Nicholas Schmer, Co-Autor der Arbeit und außerordentlicher Professor für Geologie an der University of Maryland, bedeutet dies, dass flache Mondbeben hypothetische menschliche Siedlungen auf dem Mond zerstören könnten.

„Man könnte sich die Oberfläche des Mondes als trocken und mit Kies und Staub zermahlen vorstellen. Über Milliarden von Jahren wurde die Oberfläche von Asteroiden und Kometen freigelegt, wobei die resultierenden eckigen Fragmente ständig durch Einschläge herausgeschleudert wurden“, erklärte Shamir. „Wie Infolgedessen kann die Größe des nachbearbeiteten Oberflächenmaterials von der Größe eines Mikrometers bis zur Größe eines Gesteins reichen, aber alles ist sehr locker kompakt. Lockere Sedimente machen Erschütterungen und Erdrutsche sehr wahrscheinlich.

Forscher kartieren weiterhin den Mond und seine seismische Aktivität und hoffen, weitere Standorte zu identifizieren, die ein Risiko für die menschliche Erforschung darstellen könnten. Die Artemis-Missionen der NASA, deren erster bemannter Flug Ende 2024 starten soll, hoffen, irgendwann eine langfristige Präsenz auf dem Mond aufzubauen und schließlich durch Observatorien, Außenposten und Siedlungen auf dem Mond zu lernen, auf einer anderen Welt zu leben und zu arbeiten.

Vorbereitung auf Artemis-Missionen

„Da wir uns dem Starttermin der bemannten Artemis-Mission nähern, ist es wichtig, unsere Astronauten, Ausrüstung und Infrastruktur so sicher wie möglich zu halten“, sagte Shamir. „Diese Arbeit hilft uns, uns auf das vorzubereiten, was uns auf dem Mond erwartet, sei es technische Strukturen, die der seismischen Aktivität des Mondes besser standhalten können, oder der Schutz von Menschen vor wirklich gefährlichen Gebieten.“

Das Papier des Teams wurde in veröffentlicht Planetary Science Journal Am 25. Januar 2024.

Referenz: „Tektonik und Seismizität des Mondsüdpols“ von TR Watters, NC Schmerr, RC Weber, CL Johnson, EJ Speyerer, MS Robinson und ME Banks, 25. Januar 2024, Planetary Science Journal.
doi: 10.3847/PSJ/ad1332

Diese Forschung wurde von der Lunar Reconnaissance Orbiter-Mission der NASA und dem NASA SSERVI GEODES-Programm unterstützt (Preis Nr. 80NSSC19M0216). Dieser Artikel spiegelt nicht unbedingt die Ansichten dieser Organisation wider.