Новое исследование показывает, что причиной изменения лунных ландшафтов в долине Тавр–Литтро на Луне, где в 1972 году высадились астронавты программы «Аполлон-17», стали не удары метеоритов, а ускорение грунта из-за лунотрясений.
В статье, написанной заслуженным учёным Смитсоновского института Томасом Р. Уоттерсом и доцентом кафедры геологии Университета Мэриленда Николасом Шмерром, определены возможные причины этих изменений поверхности и оценён риск повреждений с помощью новых моделей лунотрясений. Эти выводы могут повлиять на безопасность будущих лунных миссий и создание долгосрочных баз на Луне.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances
Учёные проанализировали данные с места посадки «Аполлона-17», где астронавты NASA собрали образцы из каменных осыпей и оползней, которые, вероятно, были вызваны лунотрясениями. Изучая геологические свидетельства, исследователи смогли оценить силу этих древних лунотрясений и определить их наиболее вероятный источник.
«У нас нет таких приборов для измерения сейсмической активности на Луне, как на Земле, поэтому нам пришлось искать другие способы оценки сейсмических событий, например, по каменным осыпям и оползням», — сказал Шмёрр.
Лунотрясения повторялись в течение последних 90 миллионов лет
Учёные обнаружили, что лунотрясения с магнитудой около 3,0 (относительно слабые по земным меркам, но значительные, если они происходят близко к источнику) неоднократно происходили за последние 90 миллионов лет вдоль разлома Ли–Линкольн — геологической трещины, пересекающей дно долины. Эта закономерность позволяет предположить, что разлом, один из тысяч подобных разломов на Луне, всё ещё может быть активным.
«При планировании расположения и оценке стабильности постоянных аванпостов на Луне следует учитывать глобальное распространение молодых надвиговых разломов, подобных разлому Ли–Линкольн, их потенциальную активность и возможность образования новых разломов в результате продолжающегося сжатия», — сказал Уоттерс.
Уоттерс и Шмёрр также рассчитали сейсмический риск на Луне, оценив вероятность потенциально разрушительного лунотрясения в любой день вблизи активного разлома как один к 20 миллионам.
«Это звучит не так уж много, но всё в жизни — это расчётный риск», — отметил Шмёрр. «Риск чего-то катастрофического не равен нулю, и, хотя он невелик, его нельзя полностью игнорировать при планировании долгосрочной инфраструктуры на поверхности Луны».
Краткосрочные миссии, такие как «Аполлон-17», были относительно малорискованными
Исследователи обнаружили, что краткосрочные миссии, такие как «Аполлон-17», были относительно малорискованными, но проекты с более длительным сроком реализации сталкиваются с постепенно возрастающим риском. Будущие миссии с посадочными модулями с более высоким соотношением сторон, такие как система посадки человека Starship, могут быть уязвимы к ускорению грунта из-за близлежащих лунотрясений, что будет угрожать их стабильности.
Выводы особенно актуальны, поскольку NASA продолжает программу «Артемида», целью которой является создание устойчивого присутствия человека на Луне. Уоттерс и Шмёрр подчеркнули, что будущие миссии сталкиваются с дополнительными факторами риска, помимо рисков эпохи «Аполлона».
«Если астронавты пробудут там один день, им просто не повезёт, если произойдёт разрушительное событие, — добавил Шмёрр. — Но если у вас есть среда обитания или пилотируемая миссия на Луне в течение целого десятилетия, это 3650 дней, умноженные на один к 20 миллионам, или риск возникновения опасного лунотрясения примерно один к 5500. Это похоже на переход от крайне низких шансов выиграть в лотерею к гораздо более высоким шансам получить комбинацию «четвёрка» в покере».
Шмёрр считает, что его работа с Уоттерсом представляет собой новый рубеж в палеoseismology Луны — изучении древних землетрясений. В отличие от Земли, где учёные могут копать траншеи для изучения исторической сейсмической активности, лунные исследователи должны полагаться на творческие подходы, используя существующие данные и образцы. Шмёрр ожидает, что эта область будет быстро развиваться благодаря новым технологиям, орбитальной съёмке с высоким разрешением и будущим миссиям программы «Артемида», которые будут развёртывать сейсмометры с 50-летними технологическими улучшениями по сравнению с приборами эпохи «Аполлона».
«Мы хотим убедиться, что наше исследование Луны проводится безопасно и что инвестиции осуществляются продуманно, — сказал Шмёрр. — Наш вывод таков: не стройте прямо на обрыве или недавно активном разломе. Чем дальше от обрыва, тем меньше опасность».
Предоставлено Университетом Мэриленда