Wissenschaftler glauben, dass unser schrumpfender Mond Mondbeben verursacht

Untersuchungen zu Mondbeben reichen bis in die Apollo-Ära zurück. Seit mehr als 50 Jahren platzieren Astronauten Seismometer rund um die zugewandte Seite der Mondoberfläche, um Erschütterungen aufzuzeichnen. Das stärkste flache Erdbeben ereignete sich in der Nähe des Südpols, in der Nähe der Landepunkte der Artemis-3-Mission der NASA, die Menschen zum Mond zurückbringen soll. Möglicherweise im Jahr 2027. Die Mondsüdpolregion ist attraktiv, weil sie dauerhaft schattige Bereiche enthält, von denen einige spekulieren, dass sie Wassereis enthalten könnten.

In einer neuen Studie berichten Watters und seine Kollegen, dass dieses starke Erdbeben mit einer Gruppe derzeit seismisch aktiver Verwerfungen zusammenhängt, die bei der Kontraktion des Mondes entstanden sind. Erdbeben in der Region können Erdrutsche aus losem Gestein und Staub aus umliegenden Kratern auslösen.

Andere Forscher sagen, dass wir immer noch nicht über genügend Informationen verfügen, um gefährliche Orte für die Landung auf dem Mond zu bestimmen.

Wie kann ein schrumpfender Mond Erdbeben verursachen?

Die Kontraktion des Mondes war messbar, aber gering. Sein Umfang ist in den letzten Hunderten von Millionen Jahren um etwa 150 Fuß geschrumpft. Der größte Teil dieser Kontraktion wird durch die natürliche Abkühlung des geschmolzenen Kerns des Mondes verursacht. Wenn der Mondkern abkühlt, schrumpft die Mondoberfläche und passt sich der Größenänderung an. Beim Zusammenziehen schoben sich Teile der Erdkruste zusammen und bildeten Grate, sogenannte Überschiebungen.

Die Schwerkraft der Erde auf den Mond übt auch eine Kraft auf die Mondoberfläche aus und erhöht den Druck, was die Bildung von Überschiebungsfehlern auf dem Mond begünstigt.

Die Erde erfährt nicht die gleiche Art von Schrumpfung. Unser geschmolzener Kern kühlt ebenfalls ab, aber die Erdkruste besteht aus einer Reihe tektonischer Platten, im Gegensatz zum Mond, der nur eine einzige Platte hat. Energie aus dem Erdkern bewegt diese Platten oder wird durch Vulkanausbrüche freigesetzt, sagte Watters.

Das Schrumpfen unseres Mondes hat minimale Auswirkungen auf die Erde. Eine Größenänderung ändert beispielsweise nichts am Auftreten einer Sonnenfinsternis. Auch seine Masse ändert sich nicht, sodass die Gezeiten auf der Erde auch nicht anders beeinflusst werden.

Es gibt keinen Grund Wenn wir nicht dorthin ziehen, müssen die Erdbewohner befürchten, dass der Mond schrumpft.

„Die Idee besteht nicht darin, irgendjemanden von der Erforschung des Mondsüdpols abzuhalten“, sagte Watters, ein leitender emeritierter Wissenschaftler am Center for Earth and Planetary Studies des National Air and Space Museum. „Aber nur um sicherzustellen, dass klar ist, dass es sich nicht um eine harmlose Umgebung handelt.“

Wie auf der Erde sind diese Verwerfungen oft mit seismischer Aktivität verbunden. Überschiebungsfehler können als zig Meter hohe Wand erscheinen, die erkennbar ist, aber sicher nicht als Berg. Dank hochauflösender Bilder der NASA-Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter wurden inzwischen Tausende winziger Überschiebungsfehler auf dem Mond entdeckt. Die Tatsache, dass sie an der Oberfläche bleiben und nicht in die Nichtexistenz zerfallen, bedeute, dass sie jung und wahrscheinlich aktiv sein müssen, sagte Watters.

Als sie Überschiebungsfehler in den Bildern identifizierten, analysierten die Teammitglieder die Daten der Apollo-Seismometer erneut. Mithilfe eines Algorithmus konnten sie den Bereich der Überschiebungsfehler eingrenzen, die wahrscheinlich die Mondbeben verursachten. Sie fanden heraus, dass das stärkste Erdbeben – eine Stärke von 5 auf der Richterskala nahe dem Südpol – mit einer Gruppe von Verwerfungen zusammenhängt, die wahrscheinlich noch aktiv sind.

„Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass sie derzeit inaktiv sind, da wir wissen, dass der Mond immer noch heiß und sein Inneres immer noch kalt ist“, sagte Watters.

Um potenzielle Schäden zu ermitteln, modellierte das Team Oberflächenhänge in der Antarktisregion, um festzustellen, ob Gebiete anfälliger für Erdrutsche aufgrund seismischer Erschütterungen sind. Einige Klippen wurden in dauerhaft beschatteten Gebieten gefunden, wie zum Beispiel im Shackleton-Krater, einem der potenziellen Landeplätze für die Artemis-3-Mission der NASA, und waren sehr anfällig für seismische Aktivitäten. Leichte Erschütterungen verursachten sogar Erdrutsche entlang der steilen Wände.

„Es ist keine große Materialmasse, aber dennoch groß genug, dass man sich nicht in der Nähe davon aufhalten möchte“, sagte Watters.

Mondbeben unterscheiden sich in mehreren wesentlichen Punkten von Erdbeben. Auf dem Mond können sie länger, manchmal stundenlang, überleben. Aufgrund der schwächeren Schwerkraft des Mondes wird das Erdbeben viel stärker sein als ein Erdbeben auf der Erde. Schon ein mäßiges Schütteln kann einen umhauen, sagte Watters.

Der Geophysiker Allen Husker, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, die Studie liefere „mehr Beweise für die Existenz von Mondbeben, von denen einige relativ groß sein könnten“. Die Kombination aus der Kontraktion des Mondes und der Anziehungskraft von der Erde „führt dazu, dass diese Mondbeben größer werden, als wir bisher angenommen hatten.“

Wie sich Erdbeben auf zukünftige menschliche Besuche auswirken könnten

Auch wenn Erdbeben groß sind, kommen sie nicht sehr häufig vor. Hoskers Forschung schätzte, dass flache Mondbeben im Durchschnitt alle 100 Tage auf der gesamten Mondoberfläche auftreten. Es wäre ein Zufall, dass ein Erdbeben den Ort erschüttern würde, an dem die Astronauten für ein paar Tage landen.

Er sagte, es sei wichtig, sich vor dem Risiko zu schützen, wenn Menschen einen Außenposten bauen würden, um den Mond zu besuchen oder sogar dort zu leben – ähnlich wie die Stärkung eines Gebäudes in erdbebengefährdeten Gebieten Kaliforniens.

„Zukünftige Mondbasen sollten entfernt von seismischen Quellen installiert werden, um Schäden zu vermeiden, oder so gebaut werden, dass sie seismischen Erschütterungen standhalten“, sagte Hosker, der auch Forschungsprofessor am Caltech ist. „Wenn wir diese Dinge kartieren könnten, wie wir es auf der Erde getan haben, könnten wir sie vermeiden.“

Allerdings ist nicht jeder von dieser potenziellen Gefahr überzeugt. Eine separate, im Jahr 2022 veröffentlichte Studie kam zu dem Schluss Flache Mondbeben, die durch diese Überschiebungen verursacht werden, wären schwächer als in dieser neuen Forschung beschrieben. Es wird auch viele Gebiete auf dem Mond nicht beeinträchtigen, einschließlich der meisten möglichen Landeplätze von Artemis III.

Senthil Kumar, Autor der Studie von 2022, sagte, seine „Position bleibe die gleiche“ trotz der neuen Forschung. Tatsächlich biete die neue Studie „eine der seltensten Möglichkeiten“.

„Es ist noch zu früh, über solch riskante Szenarien auf den Artemis-Standorten zu streiten. [which] „Es könnte die Mondbasis zerstören“, sagte Kumar, ein Forscher am National Institute of Geophysical Research in Hyderabad, Indien.

Um eine genaue Risikobewertung vornehmen zu können, müsse die wissenschaftliche Gemeinschaft die örtlichen Standortbedingungen, die Eigenschaften potenzieller Mondbebenquellen und die Bedingungen, unter denen sich seismische Bodenbewegungen ausbreiten würden, besser verstehen, sagte er.

Der beste Weg, einige dieser Details zu erfahren, ist wahrscheinlich ein Flug zum Mond.