每逢中秋,我們抬頭望見那輪又大又圓的滿月,似乎亙古未變,默默守護(hù)著我們。然而你可能不知道:幾億年來(lái)月球一直在緩慢收縮。
這是如何發(fā)現(xiàn)的呢?
2010年,美國(guó)國(guó)家航空航天局在對(duì)月球勘測(cè)軌道器 (LRO) 圖像分析時(shí)發(fā)現(xiàn):月球表面有許多推覆斷層!所謂的推覆斷層,就是巖層在受到擠壓時(shí),較老的巖層沿著斷層面被推到較年輕的巖層之上。這,就是月球收縮的證據(jù)。
那么,月球如果一直收縮下去,將來(lái)幾億年后月亮?xí)粫?huì)縮成皺巴巴的葡萄干?
當(dāng)然不會(huì)。研究顯示,在過去的幾億年間,整體直徑大約為3,474千米的月球,僅僅縮小了約50米。
月球在形成時(shí)積累了大量的熱量,隨著時(shí)間的推移,這些熱量逐漸散失,導(dǎo)致月球內(nèi)部冷卻并收縮。我們先來(lái)看一下月球的內(nèi)部結(jié)構(gòu),它主要由月殼、月幔和月核組成,月殼主要由富含氧化物的巖石組成,月幔主要由硅酸鹽礦物組成,而月核則分為外核和內(nèi)核,外核可能是部分熔融的液態(tài)金屬,內(nèi)核是固態(tài)鐵。月球內(nèi)部的熱量主要來(lái)自形成初期的殘余熱量和放射性元素的衰變熱,隨著月球年齡的增長(zhǎng),這些熱量逐漸減弱,導(dǎo)致月球內(nèi)部溫度下降,巖石層冷卻收縮。
此外,也有科學(xué)家推測(cè)地球?qū)υ虑虻某毕赡苁菍?dǎo)致月球收縮的一個(gè)因素。當(dāng)?shù)厍驅(qū)υ虑蚴┘映毕r(shí),月球的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)會(huì)受到不同的拉力,這會(huì)在月球表面形成凸起。由于月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)軌道不完全同步,這些凸起會(huì)不斷移動(dòng)和調(diào)整以適應(yīng)地球的拉力,導(dǎo)致月球地殼的壓力增加,從而引發(fā)月球收縮。
月球的逐漸縮小,是科學(xué)家們通過NASA月球勘測(cè)軌道飛行器和阿波羅任務(wù)搜集地震數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)的:他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)推覆斷層,這些推覆斷層的形成是隨著月球內(nèi)部熱量逐漸散失,導(dǎo)致月殼在收縮過程中形成了褶皺和破裂。
月球的收縮過程非常緩慢,主要通過月表的斷裂和褶皺來(lái)表現(xiàn)。這些變化非常微小,幾乎不會(huì)影響我們?cè)诘厍蛏峡吹降臐M月美景。因此,每年中秋,我們依然可以安心地欣賞那一輪圓潤(rùn)的月亮,體會(huì)它帶來(lái)的寧?kù)o與祥和。
月球的收縮會(huì)引發(fā)淺層月震,而月震會(huì)通過斷層引發(fā)滑坡,尤其是在月球南極地區(qū)。該區(qū)域同時(shí)也是美國(guó)航空航天局載人航天計(jì)劃“阿爾忒彌斯”任務(wù)的著陸候選地之一,因此地震活動(dòng)可能對(duì)未來(lái)的月球探測(cè)和基地建設(shè)構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。早在50年前,美國(guó)“阿波羅11”號(hào)部署在月球上的地震儀就記錄到一場(chǎng)強(qiáng)烈月震,這場(chǎng)月震發(fā)生的位置也在月球南極的斷層帶附近。
這些都意味著:未來(lái)人類計(jì)劃在月球上建立的定居點(diǎn)可能會(huì)遭到淺層月震破壞,人們?cè)诮ㄔ於ň狱c(diǎn)時(shí)一定要考慮它的堅(jiān)固性。