Wetenschap
Maanlandvormen duiden op geologisch recente seismische activiteit op de maan
De constante verlichting van onze nachtelijke hemel door de maan is al duizenden jaren een bron van verwondering en inspiratie. Sinds de eerste satellietbeelden van het oppervlak in de jaren zestig zijn gemaakt, heeft ons begrip van de metgezel van de aarde zich door de tijd heen onmetelijk ontwikkeld. Het oppervlak van de maan is een complex samenspel van kosmische interacties en planetaire systemen en vertoont een overvloed aan landvormen die de geschiedenis ervan getuigen.
Eén zo'n kenmerk zijn de maanlobvormige steile hellingen, lange (<10 km) kromlijnige landvormen die het gevolg zijn van beweging van stuwkrachtfouten, waarbij oudere rotsen boven jongere eenheden worden geduwd, wat leidt tot verkorting van de aardkorst. Aangenomen wordt dat dit enkele van de jongste landvormen op de maan zijn, die zich in de afgelopen ~700 miljoen jaar hebben gevormd (de Copernican van de geologische tijdschaal van de maan). Voor de context wordt dit gezien als geologisch ‘jong’, aangezien het universum naar schatting 13,7 miljard jaar oud is.
Deze maanlobvormige littekens vormen de focus van nieuw onderzoek, gepubliceerd in Earth and Planetary Science Letters , die kraters in het omliggende hooglandlandschap gebruiken als indicatoren voor steile hellingen en daarom ideale kandidaten zijn voor het schatten van leeftijden.
Dr. Jaclyn Clark van de Universiteit van Maryland legde de betekenis van hun onderzoek uit en zei:‘In tegenstelling tot de aarde kent de maan geen platentektoniek, waardoor veel wetenschappers gaan onderzoeken wat het tektonisme op de maan en andere rotsachtige lichamen in ons zonnestelsel drijft.
‘Het bestaan van deze kleine, gelobde stuwkrachtfouten suggereert dat het maanoppervlak aan het samentrekken is als gevolg van de langdurige afkoeling van de binnenkant van de maan (die veel sneller afkoelt dan die van de aarde).
“Een beter begrip van wanneer tektonische activiteit heeft plaatsgevonden en hoe de seismische energie verzwakt door de regoliet (niet-geconsolideerd gesteente en stof bovenop het gesteente) weg van de breuk door de kraterpopulatie te onderzoeken, zou kunnen helpen bij het plannen van veiligere missies naar de maan.” P>
Met behulp van kratergrootte-frequentieverdelingsmetingen bepaalden Dr. Clark en collega's de leeftijd van 34 gelobde steile hellingen op het maanoppervlak. Ze combineerden dit verder met eerder onderzoek om een dataset van 60 gelobde steile hellingen aan zowel de nabije als de verre kant van de maan te genereren. Bovendien leverden deze gegevens informatie op over de omvang van de seismische activiteit die gepaard gaat met steile hellingbewegingen en de waarschijnlijkheid van reactivering van breuken.
Om dit te doen, hebben de wetenschappers satellietbeelden met hoge resolutie, gemaakt door de Lunar Reconnaissance Orbiter Camera, ingevoerd in de geologische kaartsoftware ArcGIS om de grootte en frequentie van kraters binnen een bepaald gebied te meten, waardoor berekening van de cumulatieve kraterdichtheid en een leeftijdsmodel mogelijk wordt. P>
Het onderzoeksteam observeerde een patroon in de leeftijdsverdeling tussen voetmuren (een eenheid van stenen aan de onderkant van een breuk) en hangende muren (de eenheid boven de breuk die naar boven stak) over kraters, proximaal en distaal van de steile helling. Proximaal was ~38% van de voetmuren jonger dan aangrenzende hangende muren, 47% het tegenovergestelde en 15% ongeveer dezelfde leeftijd. Voor distale steile hellingen had 33% hangende muren die meer dan tweemaal zo oud waren als proximale hangende muren, terwijl distale voetmuren niet vaak aanzienlijk ouder waren dan hun proximale tegenhangers.
Dr. Clark legt uit:"Toen we voor het eerst begonnen met metingen van de kratergrootte-frequentieverdeling op de proximale locaties van de hangende muur en de voetmuur, zagen we aanvankelijk dat het hangende muurgebied een jongere leeftijd produceerde dan de voetmuur, waardoor we dachten dat er Er kan sprake zijn van meer seismische trillingen in de hangende muur.
"Nadat we deze methode hebben uitgebreid naar 34 steile hellingen, ontdekken we dat dit niet voor allemaal het geval is. Veel steile hellingen hebben vergelijkbare leeftijden (d.w.z. leeftijden die elkaar binnen een fout overlappen) voor de hangende muren en voetmuren. De meeste verschillen in leeftijden liggen tussen de proximale en distale locaties, wat hoogstwaarschijnlijk te wijten is aan de verzwakking van seismische energie weg van de breuk."
Bijgevolg is dit een bewijs voor een verminderde trilling door beweging van de lobvormige steile helling met de afstand, wat doorgaans de bovenste 1 km van de korst aantast. Dit betekent dat seismische activiteit beperkt is tot ondiepere diepten, waardoor de intensiteit van het schudden aan het oppervlak toeneemt in vergelijking met dieper in de korst; het zal waarschijnlijk ook een grotere impact hebben, omdat de zwakkere zwaartekracht van de maan hem gevoeliger maakt voor een hogere schudintensiteit met maanbevingen van kleine omvang.
Bovendien ontdekte het onderzoeksteam ruimtelijk een willekeurige verdeling van de leeftijden van de gelobde steile hellingen, waarbij geen enkel bepaald gebied van het planetaire lichaam een cluster van vergelijkbare leeftijden vertoonde, en ook geen duidelijke correlatie tussen leeftijd en lengte van de steile hellingen. Ze vonden echter wel een verband tussen de vorm van de steile hellingen en de leeftijd, waarbij lineaire steile hellingen zich over een periode van 250 miljoen jaar vormden, en boogvormige en onregelmatige steile hellingen gedurende de afgelopen 50-150 miljoen jaar.
Daarom suggereert dit dat de vorming van steile hellingen het gevolg is van een combinatie van de afkoeling van het binnenste van de maan gedurende miljoenen jaren, resulterend in mondiale contractie (waardoor boogvormige en onregelmatige steile hellingen ontstaan) en dagelijkse getijdenspanningen (lineaire steile hellingen).
Het grootste deel van de stuwbreukactiviteit die verband houdt met de vorming van gelobde steile hellingen dateert uit de laatste 400 miljoen jaar, waarvan de meest recente 24 miljoen jaar geleden. Interessant is dat de wetenschappers in de afgelopen 250 miljoen jaar ook een afnemende trend hebben opgemerkt in de omvang van kraters die zijn beïnvloed door steile bewegingen. Dit suggereert dat er in deze periode ook sprake is van een afname van de maanbevingsactiviteit. Dr. Clark merkt op dat "dit zou kunnen betekenen dat de snelheid van de interne koeling afneemt", maar dat er meer onderzoek nodig is om te bepalen of deze trend zich zal voortzetten.
Over het geheel genomen stimuleert de beweging van steile hellingen de vorming van nieuwe kraters, waardoor het landschap van de maan weer zichtbaar wordt en de landvormen jonger worden. De impact van dit opnieuw instellen van de kraterchronologieën op ons begrip van maanprocessen is iets dat de wetenschappers graag verder willen onderzoeken, zoals Dr. Clark uitlegt:‘Zonder atmosfeer op de maan hebben processen als tektonisme en vulkanisme het maanoppervlak grotendeels veranderd. .
"Met het beperkte aantal monsters van de maan zijn metingen van de kratergrootte-frequentieverdeling momenteel onze beste optie om de ouderdom van het oppervlak vast te stellen. Naast het verkrijgen van een resurface-leeftijd kan het onderzoeken van het bereik van de kratergrootte inzicht verschaffen in hoe kraters in bepaalde materialen degraderen. of processen. Dit werk is nog maar net begonnen en we kijken ernaar uit om dit onderzoek in de toekomst uit te breiden."