Księżyc się kurczy. Ludzkość odczuje tego konsekwencje

W ciągu ostatnich kilkuset milionów lat, obwód naszego naturalnego satelity, Księżyca, zmniejszył się o niemal 50 metrów. Ten proces kurczenia się Księżyca prowadzi do pojawiania się na jego powierzchni ruchów sejsmicznych i uskoków. Zjawisko to jest szczególnie zauważalne w rejonie, w którym planowane jest lądowanie załogowego statku NASA w 2026 roku.

Księżyc, często nazywany Srebrnym Globem, staje się coraz mniej widoczny z Ziemi, a ta tendencja będzie się nasilać. W artykule opublikowanym w 2022 roku dowiedzieliśmy się, że Księżyc oddala się od naszej planety z prędkością 3,78 cm rocznie. Teraz okazuje się, że nie tylko oddala się, ale również kurczy, co prowadzi do występowania na nim wstrząsów sejsmicznych i uskoków.

Zmniejszenie obwodu Księżyca o prawie 50 metrów w ciągu ostatnich 800 milionów lat jest efektem stałego ochładzania się jego jądra. Mimo że 50 metrów to zaledwie około 3 promile średnicy Księżyca (1737,4 km), to zjawisko to ma zaskakujące konsekwencje dla ludzkości.

Proces kurczenia się Księżyca można porównać do kurczenia się winogrona, gdy woda z niego wyparowuje. Elastyczna skórka owocu marszczy się, gdy zmniejsza się jego obwód. Jednak sztywna i krucha powierzchnia kurczącego się satelity pęka, tworząc uskoki.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Autorzy badania opublikowanego w "The Planetary Science Journal" (10.3847/PSJ/ad1332) zaobserwowali szczególne odkształcenia powierzchni Srebrnego Globu w regionie bieguna południowego. To właśnie tam znajduje się kilka punktów, które NASA wstępnie wybrała na lądowanie statków misji Artemis. Powstawanie uskoków spowodowanych kurczeniem się Księżyca często towarzyszy aktywność sejsmiczna, co może stanowić zagrożenie dla przyszłych programów badawczych.

Naukowcy analizowali dane dostarczone przez sondę NASA Lunar Reconnaissance Orbiter oraz informacje z sejsmografów pozostawionych na Księżycu przez astronautów z misji Apollo. W latach 1969-1972 astronauci umieszczali te instrumenty w pobliżu miejsc lądowania. Aparatura przekazywała na Ziemię dane drogą radiową do 1977 roku, kiedy została wyłączona. Informacje dostarczone przez księżycowe sejsmografy wciąż są wykorzystywane przez kolejnych badaczy.

Główny autor opracowania, dr Thomas Watters z National Air and Space Museum w Smithsonian Institution, stwierdził: "Nasze badanie pokazuje, że w rejonie bieguna południowego Księżyca mogą się pojawiać silne wstrząsy, powstające w wyniku przemieszczania się mas skalnych w istniejących uskokach lub tworzenia się nowych". Dodał również, że takie ruchy sejsmiczne mogą mieć znaczący wpływ na plany lądowania astronautów w tej części Srebrnego Globu.

Dr Watters zwraca uwagę, że rozmieszczenie młodych uskoków i możliwość powstawania nowych powinna być brana pod uwagę przy planowaniu lokalizacji stałych placówek na Księżycu.

Na Księżycu występują płytkie wstrząsy do głębokości około 100 km. Podczas gdy na Ziemi podobne trzęsienia ziemi trwają zwykle kilka sekund lub minut, na Księżycu niektóre z nich ciągnęły się przez wiele godzin. W latach 1972-1977 sejsmografy Apollo zanotowały 28 płytkich wstrząsów, najsilniejszy z nich o magnitudzie 5,3 stopnia w skali Richtera.

Autorzy badania połączyli jego wystąpienie z grupą uskoków wykrytych niedawno przez sondę Lunar Reconnaissance. Korzystając z modeli symulacji stabilności zboczy w tym rejonie, badacze odkryli, że niektóre obszary były szczególnie podatne na osuwiska spowodowane wstrząsami sejsmicznymi.

Według dr. Nicholasa Schmerra, geologa z Uniwersytetu Maryland i współautora badania, oznacza to, że wstrząsy mogą stanowić poważne zagrożenie dla lądowników, aparatury i pojazdów misji kosmicznych, a także dla przyszłych ludzkich kolonii na Księżycu.

Dr Schmerr wyjaśnia: "Przez miliardy lat w powierzchnię Księżyca uderzały asteroidy i komety, uderzenia wyrzucały ostrokrawędziste fragmenty, które opadały na powierzchnię. To luźny materiał z okruchów o wielkości od ułamków milimetra do wielkich głazów. Takie osady sprzyjają występowaniu osuwisk i lawin".

Naukowcy kontynuują zdalne badania Księżyca i jego aktywności sejsmicznej. Chcą odkryć kolejne miejsca potencjalnie niebezpieczne dla misji kosmicznych.

"W miarę jak zbliżamy się do daty startu załogowej misji Artemis, ważne jest, aby sprzęt, infrastruktura i astronauci byli na Księżycu bezpieczni" – powiedział Schmerr. I dodał: "Nasza praca pomaga przygotować się na to, co nas tam czeka – niezależnie od tego, czy chodzi o konstrukcje inżynieryjne, które mogą lepiej wytrzymać księżycową aktywność sejsmiczną, czy o ochronę ludzi przed jej konsekwencjami".

W ramach programu lotów kosmicznych Artemis, realizowanego przez NASA, Europejską Agencję Kosmiczną i prywatne firmy, planowane jest ponowne wysłanie ludzi na Księżyc i założenie tam stałej bazy. Wiosną 2023 roku NASA ogłosiła skład misji Artemis II, w ramach której załogowy statek kosmiczny Orion ma przelecieć obok Księżyca w odległości 10,3 tys. km i wrócić na Ziemię. Załogę mają tworzyć Amerykanie: dowódca Reid Wiseman, pilot Victor Glover i specjalistka Christina Hammock Koch, oraz specjalista Jeremy Hansen z Kanady.

Pierwotnie zakładano, że Orion zostanie wystrzelony rakietą Space Launch System (SLS) pod koniec 2024 roku, ale 9 stycznia Amerykańska Agencja Kosmiczna oficjalnie przełożyła – z powodu problemów technicznych – termin startu na następny rok. Przesunięto też datę rozpoczęcia misji Artemis III, w ramach której ludzie staną na Księżycu po ponad 50 latach. Wśród astronautów, którzy tego dokonają, mają być pierwsza kobieta i pierwsza osoba o niebiałym kolorze skóry. Lot Artemis III odbędzie się nie wcześniej niż we wrześniu 2026 roku.