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[分享] 月震
當美國航太總署(NASA)的太空人重回月球時,他們可能需要可以抗震的房屋!
在去年的10月,NASA於美國德州里格市召開的"月球探險分析小組"會議上,Notre Dame大學的土木工程與地質科學教授Clive. R和其他由15位行星科學家組成的小組,在重新研究了1970年代阿波羅的資料之後,提出了驚人的結論:"月球上的地震是很活躍的!"
1969至1972年,各次阿波羅任務的太空人在他們的登月地點安置了精密的測震儀。在1977年關閉這些儀器之前,阿波羅12、14、15和16的儀器忠實的傳送回許多的資料。右圖:愛德林在寧靜海安置精密測震儀。從傳回的資料揭露了月震至少有四種不同的型態: (1) 在表面下700公里的深層月震,可能是潮汐力造成的。 (2) 來自隕石撞擊的震動。 (3) 經歷兩個星期的冰冷夜晚之後,當第一線陽光照在凍結的表面時,因為熱膨脹引起的震動。 (4) 起源於月面下20至30公里深度的淺層月震。
前面三種月震溫和而無害,但淺層月震卻值得注意。在1972至1977年間,阿波羅的精密測震網紀錄到了28次淺層月震,其中幾次的強度達到芮氏地震規模5.5,在地球上已足以翻倒沉重的家具與造成房屋的裂縫。此外,淺層月震會持續一段不算短的時間,每次發生都持續10分鐘以上,整個月球就像被敲響的鐘一樣震個不停。但在地球上,地震引發的震動很少會持續超過30秒以上。
Neal解釋這可能與化學風化有關,在地球上,水會使岩石的結構變得脆弱,不同礦物的膨脹率也不同,當能量在不同構造間傳遞時,它的行為就像泡沫海綿一樣會減緩振動,因此再強烈的地震所引發的振動在地球上都短於2分鐘。然而,月球乾燥、寒冷、並接近剛體,像一塊結實的石塊或鐵塊,因此一旦發生月震,就像音叉般的振個不停,即使不是很強的振動,也會持續一段時間。
對月球的環境來說,月震持續性的影響比月震強度的影響更為巨大。在月球上的任何一個居住場所都必須有整修所需要的材料,必須顯示空氣有無洩漏,也必須知道建築材料的疲乏極限,能承受多少次的彎曲和震動等。左圖:來自阿波羅16精密測震儀的月震紀錄。
目前還無法確知淺層月震的成因,因為阿波羅的測震儀只安置在月球正面的一小塊區域內,所以還不能明確的指出這些振動起源於何處。而小組成員已經有一些可能的想法,也許是大的或年輕火山口外緣偶爾發生的坍方。Neal還說:"我們對月球的極區可說是一無所知,但那些地區非常重要,因為有一個月球基地是設計要在月球南極附近能被陽光持續照射的沙克爾頓火山口(Shackleton Crater)外緣建造。" Neal等人計畫在整個月面建造10~12個精密測震儀網絡,在未來的三至五年內蒐集月震的資料。希望能經由這樣的工作能在月面上找到適合建設永久性基地的場所。
這些都只是起步,其他的計畫也可能因而改變,Neal認為:"月球應該被建設成為探測火星或更遙遠天體的技術試驗場所。"
資料來源:http://science.nasa.gov/headlines/y2006/15mar_moonquakes.htm?list69450, 2006.03.15, TAO
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