Регионы южного полюса Луны, включая районы, которые NASA предложило для будущей высадки людей, испытывают регулярные сейсмические толчки, вызванные постепенным сжатием спутника Земли. Размещение баз в пределах этих зон может стать катастрофическим для колонистов и поставить усилия человека по исследованию Луны под вопрос. Это выяснила группа ученых из США.
Лунный кратер Фокас. Мозаика, составленная из снимков, сделанных зондом LRO. На его внутренних стенах — следы многочисленных оползней / © Thomas Watters
В конце 1960-х — начале 1970-х годов астронавты миссий «Аполлон» изучили Луну с помощью сейсмометров и узнали, что она сейсмически активна: экипаж регистрировал сейсмические колебания лунной поверхности. Выяснилось, что на спутнике Земли происходят лунотрясения, подобно землетрясениям. Только на Луне они гораздо слабее, но при этом продолжительнее. Могут длиться часами, а то и целый день. Землетрясения же обычно длятся от несколько секунд до нескольких минут.
Чуть позже ученые узнали, что лунотрясения могут возникать по нескольким причинам: из-за резкого перепада температур лунной поверхности во время восхода и заката Солнца (термальные); из-за падения метеоритов (метеоритные); из-за воздействия приливных сил Солнца и Земли (приливные).
Еще одна причина — толчки, происходящие вблизи поверхности. Это тектонические лунотрясения, вызванные подвижками в неглубоких слоях лунной коры (от 100 до 160 километров). Во времена «Аполлонов» астронавты зарегистрировали 28 тектонических лунотрясений, одно из них мощное — магнитудой 5,5 по шкале Рихтера. Этого достаточно, чтобы повредить здания, оборудование и другие сооружения, созданные человеком.
В 2010 году камера зонда NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) зафиксировала на поверхности Луны 14 ранее не известных образований рельефа — лопастных уступов. Они возникли в результате тектонических разломов в лунной коре, отдельные участки которой надвигались на соседние. Тогда ученые предположили, что уступы появились менее миллиарда лет назад вследствие медленного остывания и сжатия спутника Земли.
В последующих исследованиях специалисты показали, что эти уступы встречаются повсеместно на Луне, включая южную полярную область, в том числе планируемое место посадки астронавтов миссии «Артемида-3» (Artemis III) и районы вокруг него.
В новой работе группа ученых из Мэрилендского университета (США) провела серию моделирований, чтобы выявить регионы на Луне, представляющие наибольшую опасность для будущих колонистов, и спрогнозировать угрозы, с которыми люди могут столкнуться на месте. Результаты работы опубликованы в журнале Planetary Science.
Ученые выяснили: сжатие Луны продолжается до сих пор, это приводит к заметному изменению рельефа. Например, исследователи определили, что группа лопастных уступов, расположенная в некоторых регионах южного полюса Луны, в том числе и там, где планируется высадить астронавтов, — результат одного из самых мощных лунотрясений, зарегистрированных сейсмометрами «Аполлонов» более 50 лет назад.
«Наше моделирование показало, что толчки, происходящие вблизи поверхности, способны вызвать сильное лунотрясение в южной полярной области, возможно в результате сдвигов существующих тектонических разломов или образования новых», — пояснил ведущий автор исследования Томас Уотерс (Thomas Watters).
Команда Уотерса узнала, что подповерхностные толчки окажут наибольшее воздействие на крутые склоны, вызывая оползни реголита и падение валунов, особенно со стен ударных кратеров. Все это может сильно навредить будущим лунным поселенцем и сделать исследования Луны человеком затруднительным.
Авторы отметили, что при планировании строительства лунных баз инженерам необходимо учитывать распределение молодых тектонических разломов и их потенциальную опасность. Чтобы обладать такими знаниями, необходимо составить подробную карту геологии Луны и ее сейсмической активности, чем группа Уотерса сейчас и занимается.
