Configurazione geometrica delle stazioni sismiche Apollo e delle regioni di origine dei terremoti lunari profondi. Il globo lunare è stato ripreso dalla Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) per gentile concessione della NASA, e le stazioni Apollo e i nidi profondi dei terremoti lunari sono stati contrassegnati dagli autori dello studio. Credito:NASA e Kawamura et al/Journal of Geophysical Research/AGU
La stessa forza gravitazionale responsabile della creazione delle maree sulla Terra potrebbe causare profondi terremoti sulla luna, conferma un nuovo studio.
Una nuova analisi dei dati raccolti dalle missioni Apollo conferma che lo stress di marea - l'attrazione gravitazionale della luna sulla Terra e della Terra sulla luna - è responsabile di provocare profondi terremoti lunari, l'equivalente lunare dei terremoti.
Sismometri posizionati sulla luna durante l'Apollo 12, 14, Le missioni 15 e 16 hanno rivelato che la luna sperimenta profondi terremoti lunari di circa 800 a 1, 200 chilometri (da 497 a 746 miglia) sotto la sua superficie all'incirca ogni 27 giorni. Poiché questo è il tempo che impiega la luna per fare un giro completo intorno alla Terra, gli scienziati sospettavano che i terremoti lunari fossero il risultato dello stress delle maree, ma la loro causa esatta rimase fonte di dibattito.
Un nuovo studio in Journal of Geophysical Research:Planets , una rivista dell'American Geophysical Union, letture combinate di due diversi sismometri posizionati sulla luna durante le missioni Apollo in un modo nuovo. Utilizzando questa tecnica, i ricercatori hanno analizzato 131 terremoti lunari verificatisi dal 1969 al 1977 dai tre siti di terremoti lunari più attivi e hanno confermato che sono probabilmente causati dallo stress mareale accumulato sulla luna.
La forza di marea fa sì che la Terra e i suoi oceani si gonfino sul lato più vicino alla luna e sul lato più lontano dalla luna. Questi rigonfiamenti d'acqua sono alte maree. Sulla Luna, queste stesse forze stanno accadendo, causando una distorsione su piccola scala dell'intero pianeta, che gli scienziati hanno chiamato marea di corpi solidi. Queste maree di corpi solidi creano faglie o crepe sulla luna, che si sfregano l'uno contro l'altro quando si accumula lo stress delle maree e provocano terremoti lunari.
Rianalisi dei vecchi dati
Come la Terra, la luna ha una crosta, mantello e nucleo, ma a differenza della Terra, la luna non ha placche tettoniche, quindi non subisce terremoti quando le placche tettoniche si muovono l'una dentro o l'altra come fa la Terra.
Mentre i terremoti lunari profondi sono generalmente solo di magnitudo 2 o inferiori, si verificano mensilmente, mentre i terremoti che si verificano lungo la stessa linea di faglia sulla Terra possono essere a distanza di decenni o secoli. Anche i terremoti durano più a lungo dei terremoti, che in genere cessano entro pochi minuti. Poiché la luna è molto più secca e fredda della Terra, le vibrazioni durano più a lungo, mentre la struttura più comprimibile della Terra agisce come una spugna per assorbire le vibrazioni.
Questa vista della regione del polo nord della Luna è stata ottenuta dalla fotocamera Galileo della NASA durante il sorvolo del sistema Terra-Luna del veicolo spaziale il 7 e l'8 dicembre. 1992. Credito:NASA/JPL
Gli studi precedenti sui terremoti lunari profondi che utilizzavano i dati Apollo erano limitati, poiché nessuno dei due strumenti sismici sulla luna ha catturato interamente i segnali dell'attività della luna:uno ha rilevato attività sismica ad alta frequenza e l'altro ha rilevato attività sismica a bassa frequenza.
Studi precedenti che utilizzavano solo le letture di uno dei sismometri avevano sottovalutato lo stress rilasciato dai terremoti lunari, e non riuscivo a vedere la piena relazione tra l'accumulo di stress mareale e lo stress rilasciato dai terremoti, secondo Renée Weber, uno scienziato planetario del Marshall Space Flight Center della NASA in Alabama che non è affiliato al nuovo studio.
Gli autori del nuovo studio hanno utilizzato un nuovo metodo che combinava i segnali dei due diversi strumenti. I dati combinati hanno aiutato a migliorare la comprensione da parte dei ricercatori delle faglie in cui si verificano i terremoti. I ricercatori sono stati quindi in grado di mettere in relazione lo stress rilasciato durante i terremoti lunari con l'accumulo di stress delle maree nel corso del mese, e ho trovato i due valori concordati. Ciò conferma che i terremoti lunari sono il risultato dello stress delle maree, secondo Taichi Kawamura, autore principale del nuovo studio e scienziato planetario presso l'Institut de Physique du Globe de Paris che è attualmente affiliato all'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone.
Uno sguardo all'interno della luna
I risultati del nuovo studio suggeriscono anche che il mantello della luna potrebbe essere più freddo di quanto si pensasse in precedenza, secondo Weber.
Gli scienziati in precedenza pensavano che le aree dell'interno della luna dove si verificano i terremoti lunari profondi fossero più calde, che renderebbe le colpe più duttili e malleabili. Ma in base al nuovo studio, le faglie della luna dovrebbero essere fragili per sopportare lo stress di marea osservato e creare le letture sismiche registrate, il che significa che potrebbero essere più freddi di quanto si pensasse in precedenza. Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare le implicazioni per la temperatura interna e la composizione della luna, secondo gli autori dello studio.
Il nuovo studio fa anche luce sul tipo di strumentazione necessaria per le future missioni spaziali, come la missione InSight su Marte prevista per maggio 2018, secondo Weber.
"Similmente hanno in programma di inviare sia una banda larga che uno strumento a breve termine, quindi è possibile che questo stesso tipo di tecnica di combinazione di segnali nel dominio della frequenza possa essere applicata a quegli strumenti Insight, " ha detto Weber.
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
