Una di queste caratteristiche sono le scarpate lobate lunari, morfologie curvilinee lunghe (<10 km) risultanti dal movimento della faglia di spinta, dove le rocce più vecchie vengono spinte sopra le unità più giovani portando ad un accorciamento della crosta. Si ritiene che queste siano alcune delle morfologie più giovani sulla Luna, formatesi negli ultimi circa 700 milioni di anni (la scala copernicana della scala temporale geologica lunare). Per contesto, questo è considerato geologicamente "giovane" poiché si stima che l'universo abbia 13,7 miliardi di anni.

Queste scarpate lobate lunari sono al centro di una nuova ricerca, pubblicata su Earth and Planetary Science Letters , che utilizzano i crateri nel paesaggio montuoso circostante come indicatori del movimento della scarpata e quindi sono candidati ideali per stimare l'età.

Spiegando il significato della loro ricerca, la dottoressa Jaclyn Clark, dell'Università del Maryland, ha affermato:"A differenza della Terra, la Luna non ha una tettonica a placche, portando molti scienziati a esplorare ciò che guida il tettonica sulla Luna e su altri corpi rocciosi nel nostro sistema solare.

"L'esistenza di queste piccole faglie di spinta lobate suggerisce che la superficie lunare si sta contraendo a causa del raffreddamento interno a lungo termine della Luna (raffreddamento a un ritmo molto più rapido rispetto alla Terra).

"Una migliore comprensione di quando si è verificata l'attività tettonica e di come l'energia sismica si attenua attraverso la regolite (roccia non consolidata e polvere sulla parte superiore del substrato roccioso) lontano dalla faglia, esplorando la popolazione del cratere, potrebbe aiutare a pianificare missioni più sicure sulla Luna."

Utilizzando misurazioni della distribuzione delle dimensioni dei crateri e della frequenza, la dottoressa Clark e colleghi hanno determinato l'età di 34 scarpate lobate sulla superficie lunare. Hanno inoltre combinato questi dati con ricerche precedenti per generare un set di dati di 60 scarpate lobate sia sul lato vicino che sul lato nascosto della Luna. Inoltre, questi dati hanno fornito informazioni sull'entità dell'attività sismica associata al movimento della scarpata e sulla probabilità di riattivazione della faglia.

Per fare ciò, gli scienziati hanno inserito le immagini satellitari ad alta risoluzione scattate dalla Lunar Reconnaissance Orbiter Camera nel software di mappatura geologica ArcGIS per misurare la dimensione e la frequenza dei crateri all'interno di una particolare area, consentendo il calcolo della densità cumulativa dei crateri e un modello di età.

Il gruppo di ricerca ha osservato uno schema nella distribuzione per età tra le pareti del piede (unità di rocce sul lato inferiore di una faglia) e le pareti sospese (l'unità sopra la faglia spinta verso l'alto) attraverso i crateri, prossimali e distali alla scarpata. Prossimamente, circa il 38% dei muri ai piedi erano più giovani dei muri sospesi adiacenti, il 47% il contrario e il 15% all'incirca della stessa età. Per le scarpate distali, il 33% aveva pareti pendenti di età superiore al doppio di quelle delle pareti pendenti prossimali, mentre le pareti pedemontane distali spesso non erano considerevolmente più vecchie delle loro controparti prossimali.

La Dott.ssa Clark spiega:"Quando abbiamo iniziato a eseguire misurazioni della distribuzione della dimensione e della frequenza dei crateri nelle posizioni prossimali della parete sospesa e della parete ai piedi, inizialmente abbiamo visto che l'area della parete sospesa produceva un'età più giovane rispetto alla parete ai piedi, portandoci a pensare che lì potrebbe esserci uno scuotimento più sismico nella parete sospesa.

"Dopo aver esteso questo metodo a 34 scarpate, scopriamo che questo non è il caso per tutte. Molte scarpate hanno età simili (cioè età che si sovrappongono entro errori) per le pareti sospese e le pareti ai piedi. La maggior parte delle differenze di età sono tra i posizioni prossimali e distali, il che è molto probabilmente dovuto all'attenuazione dell'energia sismica lontano dalla faglia."

Di conseguenza, questa è la prova di una riduzione dello scuotimento dovuto al movimento della scarpata lobata con la distanza, che tipicamente colpisce il km superiore della crosta. Ciò significa che l’attività sismica è limitata a profondità minori, aumentando l’intensità delle scosse in superficie rispetto a quelle più profonde nella crosta; è probabile che abbia anche un impatto maggiore poiché la gravità più debole della luna la rende più suscettibile a scosse di maggiore intensità con terremoti lunari di piccola magnitudo.

Inoltre, il gruppo di ricerca ha trovato una distribuzione casuale nello spazio delle età della scarpata lobata, senza alcuna area particolare del corpo planetario che mostrasse un gruppo di età simili, così come nessuna chiara correlazione tra età e lunghezza della scarpata. Hanno tuttavia trovato una certa correlazione tra la forma della scarpata e l'età, con scarpate lineari che si sono formate oltre 250 milioni di anni e scarpate arcuate e irregolari negli ultimi 50-150 milioni di anni.

Pertanto, ciò suggerisce che la formazione di scarpate sia dovuta a una combinazione del raffreddamento dell'interno della Luna nel corso di milioni di anni, con conseguente contrazione globale (generazione di scarpate arcuate e irregolari) e stress mareali diurni (scarpate lineari).

La maggior parte dell'attività della faglia associata alla formazione della scarpata lobata è stata datata agli ultimi 400 milioni di anni, la più recente delle quali risale a 24 milioni di anni fa. È interessante notare che gli scienziati hanno anche notato una tendenza al ribasso nelle dimensioni dei crateri colpiti dai movimenti della scarpata negli ultimi 250 milioni di anni, suggerendo quindi che durante questo periodo si sia verificata anche una diminuzione dell’attività dei terremoti. La dottoressa Clark osserva che "potrebbe significare che il tasso di raffreddamento interno sta rallentando", ma che sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se questa tendenza continuerà.

Nel complesso, il movimento della scarpata incoraggia la formazione di nuovi crateri, riemergendo il paesaggio lunare e generando età più giovani per la sua morfologia. L'impatto di questa reimpostazione delle cronologie dei crateri sulla nostra comprensione dei processi lunari è qualcosa che gli scienziati desiderano esplorare ulteriormente, come spiega la dottoressa Clark:"Senza atmosfera sulla Luna, processi come il tettonismo e il vulcanismo hanno ampiamente cambiato la superficie lunare". .

"Con il numero limitato di campioni provenienti dalla Luna, le misurazioni della distribuzione della dimensione e della frequenza dei crateri sono attualmente la nostra migliore opzione per accertare l'età della superficie. Oltre a ottenere l'età della risuperficie, l'esplorazione dell'intervallo di dimensioni dei crateri può fornire informazioni su come i crateri si degradano in determinati materiali". o processi. Questo lavoro ha appena scalfito la superficie e non vediamo l'ora di espandere questa ricerca in futuro."

Ulteriori informazioni: Jaclyn D Clark et al, Quanti anni hanno le scarpate lobate lunari? 2. Distribuzione nello spazio e nel tempo, Lettere di Scienze della Terra e Planetarie (2024). DOI:10.1016/j.epsl.2024.118636

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