Недавнее исследование проливает свет на геологическую активность Луны, указывая, что основным фактором изменения ландшафта в долине Тавр-Литтров, месте высадки астронавтов «Аполлона-17» в 1972 году, были луннотрясения, а не удары метеоритов. Эти выводы не только изменяют наше понимание лунной геологии, но и имеют критическое значение для планирования будущих миссий и создания долгосрочных поселений на спутнике Земли. Ученые не только определили вероятное объяснение меняющихся поверхностных форм, но и оценили потенциальный ущерб, применяя обновленные модели сейсмической активности Луны.
Результаты этой работы, проведенной старшим научным сотрудником-эмеритом Смитсоновского института Томасом Р. Уоттерсом и доцентом геологии Мэрилендского университета Николасом Шмерром, были опубликованы в журнале Science Advances.
Для изучения региона Тавр-Литтров Уоттерс и Шмерр внимательно проанализировали образцы и наблюдения, собранные во время миссии «Аполлон-17». Астронавты задокументировали следы валунов и оползни, которые, по всей видимости, были вызваны луннотрясениями. Исследуя эти геологические свидетельства, ученые смогли оценить силу прошлых толчков и определить наиболее вероятный разлом, ответственный за их возникновение. Николас Шмерр отметил, что на Луне отсутствуют мощные сейсмические приборы, подобные земным, что вынуждает исследователей искать альтернативные методы оценки движения грунта, такие как наблюдения за падением валунов и оползнями, активизируемыми сейсмическими событиями.
Согласно исследованию, луннотрясения магнитудой около 3,0 – что считается умеренным по земным меркам, но весьма существенным при их близости к источнику – неоднократно сотрясали этот район на протяжении последних 90 миллионов лет. Эти события были связаны с разломом Ли-Линкольн, тектонической структурой, проходящей через дно долины. Характер активности указывает на высокую вероятность того, что этот разлом, один из многих молодых надвиговых разломов, обнаруженных на Луне, до сих пор активен. Томас Уоттерс подчеркивает, что глобальное распространение молодых надвиговых разломов, таких как Ли-Линкольн, их потенциальная активность и возможность образования новых разломов из-за продолжающегося сжатия, должны учитываться при планировании расположения и оценке стабильности постоянных форпостов на Луне.
Уоттерс и Шмерр также рассчитали статистическую вероятность разрушительного луннотрясения вблизи активного лунного разлома. Их оценка предполагает шанс один к 20 миллионам для такого события в любой конкретный день. Николас Шмерр признает, что это не кажется большой цифрой, но напоминает, что в жизни любой выбор связан с рассчитанным риском. Риск катастрофического события не равен нулю, и хотя он мал, его нельзя полностью игнорировать при планировании долгосрочной инфраструктуры на лунной поверхности.
Краткосрочные миссии, подобные «Аполлону-17», сталкиваются с минимальной опасностью из-за своей ограниченной продолжительности. Однако исследователи обнаружили, что проекты, предусматривающие более длительное пребывание, будут сталкиваться с постепенно возрастающим риском. Предстоящие миссии, использующие более высокие конструкции посадочных аппаратов, включая Starship Human Landing System, могут быть более восприимчивы к ускорению грунта, вызванному луннотрясениями вблизи активного разлома. Эти опасения особенно важны, поскольку NASA продвигается вперед с программой Artemis, которая нацелена на поддержание постоянного присутствия человека на Луне. Уоттерс и Шмерр подчеркивают, что современные миссии должны учитывать опасности, с которыми не сталкивались в эпоху «Аполлона». Как поясняет Шмерр, астронавтам, находящимся на Луне всего один день, должно очень не повезти, чтобы произошло разрушительное событие. Но если среда обитания или пилотируемая миссия будет находиться на Луне целое десятилетие, это 3650 дней, умноженные на шанс один к 20 миллионам, что дает риск опасного луннотрясения примерно один к 5500. Это, по его словам, сравнимо с переходом от чрезвычайно низких шансов выиграть в лотерею к гораздо более высоким шансам получить каре в покере.
Николас Шмерр рассматривает это исследование как часть развивающейся области лунной палеосейсмологии, которая фокусируется на древней сейсмической активности. В отличие от Земли, где ученые могут раскапывать траншеи для обнаружения свидетельств прошлых землетрясений, лунные исследователи вынуждены полагаться на уже собранные материалы и данные орбитального зондирования. Ожидается, что будущий прогресс ускорится благодаря высокому разрешению картографирования, новым технологиям и предстоящим миссиям Artemis, которые планируют развернуть сейсмометры, намного более совершенные, чем те, что использовались во время программы «Аполлон». Шмерр подчеркивает, что необходимо обеспечить безопасность исследования Луны, а инвестиции – продуманными. Основной вывод, к которому они пришли: не строить прямо на краю обрыва или недавно активного разлома. Чем дальше от обрыва, тем меньше опасность.
Исследование было поддержано миссией NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), запущенной 18 июня 2009 года. LRO управляется Центром космических полетов имени Годдарда NASA для Директората научных миссий.
