Aj na Mesiaci vedci pozorujú zemetrasenia. Môžu trvať aj hodiny

Text vyšiel pôvodne v denníku The Washington Post.

Náš Mesiac sa už stovky miliónov rokov scvrkáva ako sušené hrozienka. Teraz vedci tvrdia, že toto zmenšovanie obvodu vedie k plytkým otrasom Mesiaca – aj v blízkosti potenciálnych miest pre ľudské návštevy, ktoré navrhuje NASA.

„Myslím, že mnoho ľudí si predstavuje, že Mesiac je geologicky mŕtve teleso, že sa na ňom nikdy nič nezmení,“ povedal lunárny geológ Tom Watters. Ale „Mesiac je seizmicky aktívne teleso“.

Štúdie otrasov na Mesiaci sa datujú od čias programu Apollo. Pred viac ako 50 rokmi astronauti umiestnili seizmometre na zaznamenávanie otrasov okolo blízkej strany povrchu Mesiaca.

Najsilnejšie plytké trasenie lokalizovali v blízkosti južného pólu, teda blízko miesta pristátia pre misiu NASA Artemis III, v rámci ktorej má v roku 2027 na Mesiac letieť ľudská posádka. Oblasť južného pólu Mesiaca je lákavá, pretože obsahuje trvalo zatienené oblasti, o ktorých niektorí predpokladajú, že by sa v nich mohol nachádzať vodný ľad.

Watters a jeho kolegovia v novej štúdii uvádzajú, že tieto silné otrasy súvisia so skupinou seizmicky aktívnych zlomov, ktoré vznikli pri zmenšovaní Mesiaca. Podľa modelov by mesiacotrasenia v tejto oblasti mohli vyvolať zosuvy pôdy z uvoľnených skál a prachu z okolitých kráterov.

Ďalší výskumníci tvrdia, že stále nemáme dostatok informácií, aby sme dokázali určiť, ktoré miesta sú na pristátie na Mesiaci nebezpečné.

Zanedbateľný vplyv

Zmenšovanie Mesiaca je merateľné, ale malé. Za posledných niekoľko stoviek miliónov rokov sa zmenšil v priemere o približne 45 metrov. Zmenšovanie je z do veľkej miery spôsobené prirodzeným ochladzovaním roztaveného jadra Mesiaca. Ako jadro chladne, povrch Mesiaca sa zmršťuje a prispôsobuje sa zmene objemu. Ako sa zmenšoval, časti kôry sa tlačili k sebe a vytvárali hrebene známe ako ťahové zlomy.

Gravitačné pôsobenie Zeme na Mesiac tiež pôsobí silou na mesačný povrch a zvyšuje napätie, čím pomáha vytvárať tieto ťahové zlomy na Mesiaci.

Na Zemi k takémuto zmenšovaniu nedochádza. Jej roztavené jadro sa tiež ochladzuje, ale zemská kôra je vlastne skladačkou tektonických dosiek, na rozdiel od Mesiaca, ktorý má jednu dosku. Energia zo zemského jadra pohybuje týmito doskami alebo sa uvoľňuje prostredníctvom sopečných erupcií, povedal Watters.

Zmenšovanie Mesiaca má na Zem zanedbateľný vplyv. Zmena veľkosti napríklad nezmení výskyt zatmení. Jeho hmotnosť sa tiež nemení, takže zemské prílivy a odlivy nie sú ovplyvnené inak.

Neexistuje dôvod, prečo by sa pozemšťania mali zaoberať zmenšujúcim sa Mesiacom - pokiaľ sa tam nepresťahujeme.

„Cieľom nie je odradiť ľudí od skúmania južného pólu Mesiaca,“ povedal Watters, emeritný vedec v Centre pre štúdium Zeme a planét Národného múzea letectva a vesmíru. „Ale len sa uistiť, že chápeme, že to nie je neškodné prostredie.“

Podobne ako na Zemi sú tieto zlomy často spojené so seizmickou aktivitou. Tlakové zlomy sa môžu javiť ako desiatky metrov vysoká stena - detegovateľná, ale určite nie hora. Vďaka snímkam s vysokým rozlíšením z družice NASA Lunar Reconnaissance Orbiter boli teraz na Mesiaci objavené tisíce malých ťahových zlomov. Skutočnosť, že zostali na povrchu, namiesto toho, aby boli zničené, znamená, že musia byť mladé a pravdepodobne aktívne, povedal Watters.

Keď lokalizovali ťahové zlomy na snímkach, členovia tímu opätovne analyzovali údaje zo seizmometrov Apollo. Pomocou algoritmu sa im podarilo zúžiť počet ťahových zlomov, ktoré pravdepodobne vyvolali mesiacotrasenia. Zistili, že najväčšie z nich - s magnitúdou 5 podľa Richterovej stupnice v blízkosti južného pólu - bolo spojené so zhlukom pravdepodobne stále aktívnych zlomov.

„Nie je dôvod domnievať sa, že v súčasnosti nie sú aktívne, pretože vieme, že Mesiac je stále horúci a jeho vnútro sa stále ochladzuje,“ povedal Watters.

Na určenie potenciálnych škôd tím modeloval povrchové svahy v južnej polárnej oblasti, aby zistil, či sú niektoré oblasti náchylnejšie na zosuvy pôdy v dôsledku seizmických otrasov. Vedci zistili, že niektoré svahy v trvalo zatienených oblastiach, ako napríklad kráter Shackleton, ktorý je jedným z potenciálnych miest pristátia pre misiu NASA Artemis III, sú náchylné na zosuvy pôdy. Aj slabé otrasy vyvolali zosuvy pôdy pozdĺž jeho strmých stien.

„Nie je to ako obrovská masa materiálu, ale aj tak je dosť významná na to, aby ste sa nechceli nachádzať v jej blízkosti,“ povedal Watters.

Mesiacotrasenia sa od zemetrasení líšia v niekoľkých kľúčových ohľadoch. Na Mesiaci môžu trvať oveľa dlhšie, niekedy aj hodiny. Vzhľadom na slabšiu gravitáciu Mesiaca sú otrasy oveľa silnejšie ako na Zemi. Aj mierne otrasy vás môžu zhodiť z nôh, povedal Watters.

Štúdia prináša „ďalšie dôkazy o tom, že na Mesiaci sa vyskytujú otrasy a niektoré z nich môžu byť pomerne veľké,“ povedal geofyzik Allen Husker, ktorý sa na výskume nepodieľal. Kombinácia zmenšovania Mesiaca a príťažlivosti Zeme „spôsobuje, že tieto mesačné otrasy sú väčšie, ako by sme si predtým mysleli“.

Rovnaké stanovisko

Aj keď sú zemetrasenia veľké, nevyskytujú sa príliš často. Huskerov výskum odhadol, že plytké mesiacotrasenia sa na celom povrchu Mesiaca vyskytujú v priemere približne raz za sto dní. Išlo by o veľkú náhodu, keby zemetrasenie zasiahlo práve miesto, kde astronauti na niekoľko dní pristanú.

Podľa neho by bolo dôležité chrániť sa pred týmto nebezpečenstvom, ak a keď ľudia vybudujú základňu na návštevu alebo dokonca na život na Mesiaci - podobne ako pri spevňovaní budov v oblastiach ohrozených zemetrasením v Kalifornii.

„Budúce mesačné základne by mali byť inštalované ďaleko od seizmických zdrojov, aby sa predišlo poškodeniu, alebo by mali byť postavené tak, aby odolali seizmickým otrasom,“ povedal Husker, ktorý je tiež výskumným profesorom na Kalifornskom technologickom inštitúte. „Ak ich dokážeme zmapovať tak, ako sme to urobili na Zemi, potom sa im môžeme vyhnúť.“

Nie všetci sú však o tomto potenciálnom nebezpečenstve presvedčení. Jedna samostatná štúdia publikovaná v roku 2022 dospela k záveru, že plytké mesačné otrasy z týchto ťahových zlomov by boli slabšie, ako opisuje nový výskum. Taktiež by neovplyvnili mnohé oblasti na Mesiaci vrátane väčšiny možných miest pristátia pre Artemis III.

Senthil Kumar, autor štúdie z roku 2022, uviedol, že jeho „stanovisko zostáva rovnaké“ napriek novému výskumu. Nová štúdia totiž predstavuje „jednu z najvzácnejších možností“.

„Je príliš skoro na to, aby sme tvrdili, že takéto scenáre ohrozenia miest Artemis by mohli zdevastovať lunárnu základňu,“ povedal Kumar, výskumník z Národného inštitútu geofyzikálneho výskumu v indickom Hajdarábade.

Na presné posúdenie nebezpečenstva podľa neho vedecká komunita potrebuje lepšie pochopiť miestne podmienky na mieste, vlastnosti potenciálnych zdrojov otrasov na Mesiaci a podmienky, ktoré by šírili seizmický pohyb.

Najlepším spôsobom, ako získať niektoré z týchto informácií, je pravdepodobne cesta na Mesiac.