Jak zmienił się promień Księżyca na przestrzeni milionów lat?
Zespół badawczy kierowany przez Thomasa R. Wattersa z National Air and Space Museum przeanalizował młode struktury tektoniczne występujące na powierzchni Księżyca. Celem naukowców było precyzyjniejsze określenie skali zmian jego rozmiarów, zachodzących w następstwie stopniowego stygnięcia wnętrza. Wyniki prac opublikowano na łamach czasopisma „The Planetary Science Journal”.
Badacze zinwentaryzowali ponad 10 tys. stosunkowo młodych uskoków. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że w ciągu ostatnich 400–800 mln lat promień Srebrnego Globu uległ zmniejszeniu o około 45 metrów.
Do przeprowadzenia badań posłużyły fotografie zarejestrowane przez instrument LROC umieszczony na sondzie Lunar Reconnaissance Orbiter. Naukowcy zidentyfikowali na ich podstawie tysiące struktur powierzchniowych będących skutkiem kurczenia się Księżyca. Wśród nich znalazły się łukowate skarpy uskokowe (lobate scarps) oraz niewielkie grzbiety występujące na morzach księżycowych (mare ridges). Pod uwagę wzięto zarówno obszary wyżynne, jak i rozległe, ciemne równiny nazywane morzami.
Przy założeniu, że zmniejszanie się promienia przebiegało w analizowanym okresie w niezmiennym tempie, wynosiło ono od 6 do 11 centymetrów na milion lat. W przeliczeniu na rok oznacza to zaledwie 0,06–0,11 mikrometra, a więc 0,00006–0,00011 milimetra. Dla porównania ziemskie płyty tektoniczne przemieszczają się względem siebie zazwyczaj o kilka lub kilkanaście centymetrów rocznie.
Około 90 proc. ziemskiej aktywności tektonicznej i sejsmicznej występuje w pobliżu granic płyt. Warunki panujące na Księżycu są inne. Jego powierzchnia nie jest podzielona na wiele płyt tektonicznych, lecz tworzy ją jedna główna płyta. Obserwowane uskoki wiążą się między innymi ze zmniejszaniem objętości księżycowego wnętrza.
Rozmieszczenie uskoków na powierzchni Księżyca
Według autorów badania postępujące stygnięcie wnętrza prowadzi do powstawania naprężeń i przemieszczeń w różnych częściach księżycowej powierzchni. W odróżnieniu od ziemskich struktur tektonicznych uskoki na Srebrnym Globie nie skupiają się przy granicach płyt. Wstrząsy mogą zatem towarzyszyć zarówno przesunięciom w obrębie już istniejących uskoków, jak i tworzeniu się kolejnych.
Analiza zdjęć wykazała ponadto, że struktury te nie występują z jednakową częstotliwością we wszystkich regionach. Niektóre obszary charakteryzują się większą liczbą uskoków, podczas gdy na terenach, gdzie skorupa jest najgrubsza, odnotowano ich najmniej. Wyniki wskazują na możliwy związek pomiędzy grubością księżycowej skorupy a rozmieszczeniem struktur tektonicznych.
Co wpływa na tempo ochładzania księżycowego wnętrza?
Naukowcy zwracają uwagę, że we wcześniejszych okresach historii Księżyca rozległe uskoki prawdopodobnie nie występowały tak licznie. Jednym z czynników mogła być ówczesna budowa skorupy, która była gruba, porowata i silnie spękana. Taka struktura mogła ograniczać wydostawanie się ciepła z wnętrza Księżyca, przez co jego stygnięcie i zmniejszanie rozmiarów przebiegało wolniej. Nasilenie tych procesów nastąpiło dopiero w późniejszej części jego historii.
Lunar Reconnaissance Orbiter prowadzi obserwacje Księżyca z orbity od 2009 roku. Wyposażona w kamerę LROC sonda zarejestrowała w tym czasie miliony zdjęć jego powierzchni. Ich szczegółowe badanie pozwoliło rozpoznać zdecydowanie więcej młodych uskoków, niż wcześniej zakładano.
Ochładzanie wnętrza Srebrnego Globu nie ustało, dlatego nadal dochodzi do stopniowego zmniejszania jego rozmiarów. Zdaniem badaczy istniejące struktury uskokowe mogą w dalszym ciągu ulegać przemieszczeniom, a na powierzchni mogą pojawiać się kolejne formacje tego typu.
Mariusz Drzewiecki
