stringtranslate.com

Лунная сейсмология

Сейсмометр Аполлон
Показания сейсмометра, полученные при ударе космического корабля Apollo 17 Saturn S-IVB о поверхность Луны, поступили в НАСА

Лунная сейсмология — это изучение движений земной поверхности Луны и событий, которые их вызывают (обычно удары или лунотрясения ).

История

Несколько сейсмографических измерительных систем уже были установлены на Луне, и их данные стали доступны ученым (например, из пакета Apollo Lunar Surface Experiments Package ). Существование лунотрясений было неожиданным открытием сейсмометров, размещенных на Луне астронавтами Apollo с 1969 по 1972 год. Прибор Apollo 11 функционировал до августа года посадки. Приборы, размещенные миссиями Apollo 12 , 14 , 15 и 16 , функционировали до тех пор, пока их не выключили в 1977 году. [1] [2] Считается, что лунотрясения вызваны не движением тектонических плит (как землетрясения), а приливными силами между Землей и Луной. [3] Необходимы дополнительные данные для выяснения происхождения и последствий сил, вызывающих лунотрясения.

Миссия Chandrayaan-3 Индийской организации космических исследований имела полезный груз ILSA (Instrument for Lunar Seismic Activity), для сбора данных о лунотрясениях. Он обнаружил предполагаемое природное событие 26 августа. [4] Предполагается, что это было лунотрясение . [5]

Основные выводы

Лунные землетрясения

Было зарегистрировано несколько категорий лунотрясений . Были зарегистрированы сотни глубоких лунотрясений наряду с 28 неглубокими событиями. Более глубокие землетрясения вызваны приливными силами Земли и, как правило, происходят кластерами. [6] [7] Неглубокие события имеют тектоническое происхождение. Хотя они и более редки, чем глубокие события, неглубокие события были крупнее, с магнитудами объемных волн > 5,5 и перепадами напряжения, превышающими 100 МПа. [8] Другими источниками сейсмической активности были удары метеоритов и искусственные сигналы от лунных модулей.

Структура недр Луны

Одним из ключевых открытий стало улучшение понимания структуры глубоких недр Луны, включая существование твердого внутреннего ядра и резкой границы ядро-мантия, а также частично расплавленного слоя в основании лунной мантии. [9] [10] [11] [12] Твердое ядро ​​имеет радиус около 240 км и окружено гораздо более тонким жидким внешним ядром толщиной около 90 км. [10] Частично расплавленный слой находится над жидким внешним ядром и имеет толщину около 150 км. Мантия простирается до 45 ± 5 км от поверхности Луны. [12]

Ограничения текущего набора данных

Планы на будущее

Благодаря успеху сейсмометров Apollo, несколько космических агентств, включая NASA, выразили заинтересованность в финансировании будущих сейсмических миссий на Луну. Планетарный научный обзор NASA на 2012-2022 годы [13] указывает лунную геофизическую сеть как рекомендуемую миссию New Frontiers . Миссия будет направлена ​​на расширение знаний о недрах Луны с использованием нескольких идентичных посадочных модулей, распределенных по лунной поверхности. Сеть массивов сможет лучше ограничить лунную сейсмичность, особенно на обратной стороне Луны.

В начале 2018 года НАСА запустило программу «Развитие и совершенствование лунного приборостроения» (DALI). [14] DALI финансирует исследования в поддержку Планетарного научного отдела Директората научных миссий , включая желаемую лунную геофизическую сеть. НАСА выделило пять грантов DALI в 2024 году, включая исследования по проникающему под землю радару и системе магнетометра для определения свойств лунного ядра. [15]

Ссылки

  1. ^ Нанн, К.; и др. (3 июля 2020 г.). «Лунная сейсмология: обзор данных и приборов». Space Science Reviews . 216 (5): 89. Bibcode : 2020SSRv..216...89N. doi : 10.1007/s11214-020-00709-3 . hdl : 20.500.11850/425940 .
  2. ^ Goins, NR; et al. (10 июня 1981 г.). "Лунная сейсмология – Внутренняя структура Луны". Journal of Geophysical Research . 86 : 5061. Bibcode : 1981JGR....86.5061G. doi : 10.1029/JB086iB06p05061. hdl : 2060/19790009611 .
  3. ↑ Миссия Аполлон-15. Лунный и планетарный институт. Получено 12 февраля 2012 г.
  4. ^ "ILSA прослушивает движения вокруг места посадки". www.isro.gov.in . Архивировано из оригинала 17 сентября 2023 года . Получено 31 августа 2023 года .
  5. ^ Бен Тернер (2023-09-09). «Индийский лунный модуль обнаружил первое свидетельство лунотрясения за десятилетия». Space.com . Получено 2024-10-26 .
  6. ^ Lammlein, David (июнь 1977). «Лунная сейсмичность и тектоника». Physics of the Earth and Planetary Interiors . 14 (3): 224–273. Bibcode : 1977PEPI...14..224L. doi : 10.1016/0031-9201(77)90175-3.
  7. ^ Накамура, Йосио; Латам, Гэри; Дорман, Х. Джеймс (15 ноября 1982 г.). «Лунный сейсмический эксперимент Apollo — окончательный отчет». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 87 (S01): A117–A123. Bibcode : 1982LPSC...13..117N. doi : 10.1029/JB087iS01p0A117.
  8. ↑ Оберст, Юрген (10 февраля 1987 г.). «Необычно высокие перепады напряжения, связанные с неглубокими лунотрясениями». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 92 (B2): 1397–1405. Bibcode : 1987JGR....92.1397O. doi : 10.1029/JB092iB02p01397.
  9. ^ Lammlein, David R; Latham, Gary V; Dorman, James; Nakamura, Yosio; Ewing, Maurice (февраль 1977 г.). «Лунная сейсмичность, структура и тектоника». Reviews of Geophysics . 12 (1): 1–21. doi :10.1029/RG012i001p00001.
  10. ^ ab Вебер, Рене; Линь, Пей-Ин; Гарнеро, Эдвард Дж.; Уильямс, Квентин; Логнон, Филипп (21 января 2011 г.). «Сейсмическое обнаружение лунного ядра». Science . 331 (6015): 309–312. Bibcode :2011Sci...331..309W. doi :10.1126/science.1199375. PMID  21212323. S2CID  206530647.
  11. ^ Гарсия, Рафаэль; Ганепен-Бейне, Жаннин; Шевро, Себастьен; Логнон, Филипп (сентябрь 2011 г.). "Очень предварительная справочная модель Луны" (PDF) . Физика Земли и недр планет . 188 (1–2): 96–113. Bibcode : 2011PEPI..188...96G. doi : 10.1016/j.pepi.2011.06.015.
  12. ^ ab Khan, A; Mosegaard, K; Rasmussen, KL (1 июня 2000 г.). "Новая модель сейсмической скорости для Луны на основе инверсии Монте-Карло лунных сейсмических данных Apollo". Geophysical Research Letters . 27 (11): 1591–1594. Bibcode :2000GeoRL..27.1591K. doi : 10.1029/1999GL008452 .
  13. ^ Видение и путешествия для планетарной науки в десятилетие 2013-2022. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. 7 марта 2011 г. ISBN 978-0-309-22464-2.
  14. ^ "NASA Research Announcement: Development and Advancement of Lunar Instrumentation Program". NSPIRES NASA Solicitation and Proposal Integrated Review and Evaluation System . NASA Research and Education Support Service . Получено 8 октября 2018 г.
  15. ^ "NASA Awards Grants for Lunar Instrumentation". NASA . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Получено 8 апреля 2024 г.