NASA se připravuje na návrat svých astronautů na Měsíc – už v rámci mise Artemis III by měli přistát vůbec poprvé u jižního pólu Měsíce. Vědci proto pracují na metodách, jak určit četnost měsícotřesení v okolí tamních aktivních zlomů. Jedná se o praskliny v měsíční kůře, které naznačují, že se Měsíc pomalu scvrkává, jak jeho interiér pomalu chladne. Kontrakce ze smršťování způsobují, že se zlomy náhle posunou, což vytváří otřesy. Mezi roky 1969 a 1977 fungovala na Měsíci síť seismometrů, které sem umístily výpravy programu Apollo. Tyto přístroje uložené na povrchu Měsíce zaznamenaly tisíce otřesů z měsícotřesení.

Je potřeba říct, že měsícotřesení jsou vzácná, přičemž to nejsilnější mělo magnitudu zhruba 5,0 a došlo k němu blízko povrchu. Tyto otřesy jsou mnohem slabší než silná zemětřesení, která otřásají Zemí a mívají magnitudu i přes 7,0. Měsícotřesení tedy představují pro astronauty během misí trvajících jen pár dní pouze malé riziko. Ovšem jejich dlouhodobé účinky na povrchové útvary Měsíce mohou být výrazné. Na rozdíl od zemětřesení, která trvají desítky sekund až pár minut, měsícotřesení mohou trvat i hodiny, což je dost času na to, aby došlo k poškození, či převržení struktur, destabilizaci vzletových modulů na povrchu, či přerušení povrchových činností.

„Riziko pravděpodobně vzroste v závislosti na tom, jak blízko k aktivnímu zlomu se bude infrastruktura nacházet,“ uvedl Thomas Watters, emeritní vědec ze Smithsonian’s National Air & Space Museum ve Washingtonu. Lunární geologii se věnuje dlouhodobě a podílí se také na výzkumu dat z kamery sondy LRO. Watters a jeho kolega, planetární seismolog Nicholas Schmerr z University of Maryland v College Parku, vyvinuli novou metodu pro odhad magnitudy seismických otřesů z analýzy důkazů v podobě posunutých balvanů a sesuvů terénu v zasažené oblasti, o které vědci informovali 30. července ve vědeckém časopisu Science Advances. Podobné studie mohou pomoci NASA plánovat umístění zařízení na povrchu Měsíce na bezpečnějších místech.

Na celém Měsíci jsou tisíce zlomů, které mohou být stále aktivní a vytvářet otřesy. Watters a jeho tým identifikovali tyto zlomy analýzou dat ze sondy LRO, která krouží kolem Měsíce od roku 2008, mapuje jeho povrch a pořizuje snímky, poskytuje tak nesrovnatelnou úroveň detailů různých útvarů jako jsou zlomy, balvany či sesuny materiálu. Pro tuto studii se Watters a Schmerr rozhodli analyzovat povrchové změny z otřesů vyvolaných zlomem Lee-Lincoln v údolí Taurus-Littrow. Astronauti z Apolla 17, kteří 11. prosince 1972 přistáli zhruba 6 kilometrů od tohoto zlomu, prozkoumali při své misi okolí zlomu.

Na základě studia převalených balvanů a sesuvu materiálu, který byl pravděpodobně způsoben otřesy v blízkosti Lee Lincoln, se Watters a Schmerr dostali k odhadu, že měsíční zemětřesení o magnitudě 3,0 – což odpovídá relativně slabému zemětřesení – se vyskytuje podél zlomu Lee Lincoln přibližně každých 5,6 milionu let. „Jedna z věcí, které jsme se naučili u zlomu Lee-Lincoln je, že mnoho podobných zlomů pravděpodobně zažilo několik zemětřesení rozložených v průběhu milionů let,“ zmínil Shmerr a dodal: „To znamená, že jsou potenciálně stále aktivní i dnes a mohly by v budoucnu vytvářet měsícotřesení.“

Autoři si pro studii vybrali zlom Lee-Lincoln, protože nabízí jedinečné výhody. Astronauti z mise Apollo 17 z balvanů v jeho okolí odebrali vzorky, které dopravili na Zemi. Studium těchto vzorků v laboratořích umožnilo vědcům změřit změny v chemickém složení balvanů, které způsobilo vystaven kosmickému záření v průběhu času. Povrch balvanu je po odlomení z větší skály čerstvý, protože jej ona skála předtím chránila. Tato informace o vystavení kosmickému záření pomohla výzkumníkům určit, jak dlouho balvany ležely na současných pozicích, což ve výsledku pomáhá odhadnout možné načasování a četnost měsícotřesení podél zlomu Lee-Lincoln.

Astronauti z Apolla 17 studovali balvany na úpatích dvou hor v údolí. Stopy, které za sebou balvany zanechaly, naznačují, že se pravděpodobně po uvolnění vlivem otřesů z měsícotřesení od zlomu valily z kopce dolů. Díky určení velikosti každého balvanu mohli Watters a Schmerr odhadnout, jak moc se muselo podloží třást (a tedy jakou magnitudu muselo měsícotřesení mít), aby došlo k uvolnění těchto balvanů. Tým také odhadl sílu seismických otřesů a magnitudu měsícotřesení, které by byly potřebné k vyvolání velkého sesuvu materiálu, který způsobil sesuv regolitu přes dno údolí, což naznačuje, že tato událost způsobila prasknutí, které vytvořilo zlom Lee-Lincoln.

Po zohlednění všech faktorů Watters a Schmerr odhadli, že šance na to, že by měsícotřesení zasáhlo údolí Taurus-Littrow v kterýkoliv den, kdy zde pobývali astronauti z mise Apollo 17, byla jen jedna ku dvaceti milionům. Jejich objevy spojené se zlomem Lee-Lincoln jsou však jen začátek. Watters a Schmerr nyní plánují využít tuto novou techniku k analýze četnosti otřesů u jižního pólu Měsíce, který chce NASA v budoucnu prozkoumat. NASA také plánuje, že na Měsíc pošle více nových spektrometrů. Nejprve se na odvrácenou stranu Měsíce, do pánve Schrödinger, vydají na komerčním lunárním landeru (v rámci iniciativy CLPS) dva citlivé seismometry, které jsou součástí experimentu Farside Seismic Suite. NASA také vyvíjí zařízení Lunar Environment Monitoring Station, které by mohlo letět na misi Artemis III do okolí jižního pólu Měsíce. Spoluvedoucím vývoje je Nicholas Schmerr a cílem je získat údaje pro zhodnocení seismických rizik pro budoucí pilotované i robotické mise plánované do této oblasti.

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://assets.science.nasa.gov/…/Taurus-Littrow%20valley.jpg
https://assets.science.nasa.gov/…/Apollo%2017%20astronaut%20Harrison%20H.%20Schmitt%20.jpg