Эпицентр одного из сильнейших лунных землетрясений, зарегистрированных в ходе пассивного сейсмического эксперимента «Аполлон», находился в южной полярной области Луны. Однако точное местоположение эпицентра определить не удалось. Вблизи полюса распределено облако возможных местоположений (пурпурные точки и голубой многоугольник) сильного неглубокого лунного землетрясения с использованием алгоритма перемещения, специально адаптированного для очень разреженных сейсмических сетей. Синие прямоугольники показывают расположение предполагаемых районов высадки Артемиды III. Лопастные уступы надвигов показаны небольшими красными линиями. Облако эпицентров охватывает ряд лопастных уступов и многие районы высадки Артемиды III.
Авторы и права: НАСА/LRO/LROC/ASU/Смитсоновский институт.

Луна Земли уменьшилась более чем на 150 футов в окружности, поскольку ее ядро постепенно охлаждалось в течение последних нескольких сотен миллионов лет. Во многом так же, как виноград сморщивается, когда он сжимается до изюминки, так и на луне появляются складки, когда она сжимается. Но в отличие от гибкой кожуры винограда, поверхность Луны хрупкая, что приводит к образованию разломов там, где участки коры прижимаются друг к другу.

Группа ученых обнаружила доказательства того, что продолжающееся сокращение Луны привело к заметному искажению поверхности в ее южном полярном регионе, включая районы, которые НАСА предложило для высадки экипажа на Артемиде-3. Поскольку образование разломов, вызванное сокращением Луны, часто сопровождается сейсмической активностью, такой как лунные землетрясения, места вблизи или внутри таких зон разломов могут представлять опасность для будущих исследований человека.

В статье, опубликованной в The Planetary Science Journal, команда связала группу разломов, расположенных в южном полярном регионе Луны, с одним из самых мощных лунных землетрясений, зарегистрированных сейсмометрами Аполлона более 50 лет назад. Используя модели для моделирования устойчивости склонов поверхности в регионе, команда обнаружила, что некоторые районы особенно уязвимы к оползням из-за сейсмических сотрясений.

«Наше моделирование предполагает, что мелкие лунные землетрясения, способные вызвать сильные сотрясения грунта в южном полярном регионе, возможны в результате сдвигов по существующим разломам или образования новых надвигов», — сказал ведущий автор исследования Томас Р. Уоттерс, старший научный сотрудник Центр исследований Земли и планет Национального музея авиации и космонавтики.

«При планировании местоположения и устойчивости постоянных аванпостов на Луне следует учитывать глобальное распределение молодых надвиговых разломов, их потенциальную активность и возможность образования новых надвиговых разломов в результате продолжающегося глобального сжатия».

Неглубокие лунные землетрясения происходят вблизи поверхности Луны, всего в сотне миль вглубь земной коры. Подобно землетрясениям, неглубокие лунные землетрясения вызваны разломами внутри Луны и могут быть достаточно сильными, чтобы повредить здания, оборудование и другие конструкции, созданные руками человека.

Но в отличие от землетрясений, которые, как правило, длятся всего несколько секунд или минут, мелкие лунные землетрясения могут длиться часами и даже целым днем — как, например, лунное землетрясение магнитудой 5, зарегистрированное пассивной сейсмической сетью Аполлона в 1970-х годах, которое исследовательская группа связала с группа неисправностей, обнаруженных совсем недавно лунным разведывательным орбитальным аппаратом.

По словам Николаса Шмерра, соавтора статьи и доцента кафедры геологии Университета Мэриленда, это означает, что мелкие лунные землетрясения могут разрушить гипотетические человеческие поселения на Луне.

«Вы можете думать о поверхности Луны как о сухом, приземленном гравии и пыли. На протяжении миллиардов лет поверхность подвергалась ударам астероидов и комет, в результате чего образовавшиеся угловатые фрагменты постоянно выбрасывались в результате ударов», — объяснил Шмерр.

«В результате переработанный поверхностный материал может иметь размеры от микрона до валуна, но все они очень рыхло консолидированы. Рыхлые отложения делают очень возможным возникновение сотрясений и оползней».

Исследователи продолжают составлять карту Луны и ее сейсмической активности, надеясь выявить больше мест, которые могут быть опасны для исследования человеком. Миссии НАСА «Артемида», первый полет с экипажем которых запланирован на конец 2024 года, в конечном итоге надеются установить долгосрочное присутствие на Луне и в конечном итоге научиться жить и работать в другом мире с помощью лунных обсерваторий, аванпостов и поселений.

«Поскольку мы приближаемся к дате запуска пилотируемой миссии «Артемида», важно обеспечить максимальную безопасность наших астронавтов, нашего оборудования и инфраструктуры», — сказал Шмерр.

«Эта работа помогает нам подготовиться к тому, что нас ждет на Луне — будь то инженерные сооружения, которые смогут лучше противостоять лунной сейсмической активности, или защита людей от действительно опасных зон».