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月震學

地震学

月震學是研究月球的地面運動以及引發這些運動的事件，通常是小行星撞擊或月震。

阿波羅地震儀
阿波羅17號土星S-IVB撞擊月球表面所產生的地震儀讀數到達美國國家航空暨太空總署

歷史

一些地震測量系統已經被安裝在月球上，它們的數據也提供給了科學家（例如來自阿波羅月面實驗包（英語：Apollo Lunar Surface Experiments Package）的數據） 月震學的存在是1969年至1972年阿波羅太空人在月球上放置的地震儀一個意外發現。阿波羅11號的儀器在登陸當年的8月一直在發揮作用。由阿波羅12號、阿波羅14號、阿波羅15號和阿波羅16號任務放置的儀器在1977年被關閉之前一直在發揮作用。[1][2] 月震被認為不是由板塊構造論運動（如地震）引起的，而是由地球和月球之間的潮汐力引起的。[3]需要進一步的數據來澄清引起月震的事件的來源和影響。

主要發現

月震

記錄了幾類月震。記錄了數百次深層月震和28次淺層事件。較深的地震是由地球的潮汐力引起的，並傾向於成群地發生。[4][5] 淺層事件有構造上的淵源。雖然比深層事件更為罕見，但淺層事件的規模更大，地震震級尺度（英語：Seismic magnitude scale） > 5.5 應力下降超過100兆帕。[6]其他地震活動的來源包括隕石撞擊和來自月球模塊的人工信號。

月球內部的結構

一個關鍵發現是提高了對月球內部深處結構的認識，包括存在一個堅硬的內核和尖銳的核心-地函邊界以及月球地函底部的部分熔融層。[7][8][9][10]固體內核的半徑約為240 km，周圍是一個更薄的液體外芯，厚度約為90 km。[8]部分熔融層位於液體外芯上方，厚度約為150 km。地函延伸到月球表面45±5公里以內。[10]

目前數據局限性

  • 巨岩散射月球表面附近材料特性的強烈變化，可能是由長期的撞擊坑洞造成的，被認為是造成複雜的地震波形的原因，這種波形缺乏明確的反射到達，而反射到達可以提供月球核心的明確的地震學證據。
  • 塞爾登地理分布所有的阿波羅地震儀都放置在月球的近側。在月球遠側觀察到的月震相對較少，這被解釋為（1）衰減核心的證據，或者（2）觀察上的偏差，因為更接近傳感器的固定震級的事件更容易被發現。

未來計劃

由於阿波羅地震儀的成功，包括NASA在內的一些空間機構已經表示有興趣資助未來的月球地震任務。美國國家航空暨太空總署的2012-2022年行星科學十年期調查[11]將月球地球物理網絡列為推薦的新疆界計畫。該任務的任務是使用分布在月球表面的幾個相同的著陸器來增強對月球內部的了解。陣列網絡將能夠更好地限制月球地震，特別是在月球背面。

2018年初，美國宇航局一個名為月球儀器的開發和推進（DALI）的新項目。[12]DALI的目標是為潛在的儀器提供資金，使其達到6級技術就緒水平，這意味著這些儀器最早可以在2023年提出飛行機會，並且不需要大量的技術發展。DALI希望資助那些能夠支持科學任務局行星科學部門的儀器，包括所需的月球地球物理網絡。建議的截止日期是在2018年春季，截至2018年9月，選定的建議還沒有公布。

參考文獻

  1. ^ Nunn, C.; et al. Lunar Seismology: A Data and Instrumentation Review. Space Science Reviews. July 3, 2020, 216 (5): 89. Bibcode:2020SSRv..216...89N. doi:10.1007/s11214-020-00709-3  . 
  2. ^ Goins, N. R.; et al. Lunar seismology – The internal structure of the moon. Journal of Geophysical Research. June 10, 1981, 86: 5061. Bibcode:1981JGR....86.5061G. doi:10.1029/JB086iB06p05061. hdl:2060/19790009611  . 
  3. ^ Apollo 15 Mission. Lunar and Planetary Institute （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Retrieved 2012-02-12.
  4. ^ Lammlein, David. Lunar seismicity and tectonics. Physics of the Earth and Planetary Interiors. June 1977, 14 (3): 224–273. Bibcode:1977PEPI...14..224L. doi:10.1016/0031-9201(77)90175-3. 
  5. ^ Nakamura, Yosio; Latham, Gary; Dorman, H. James. Apollo Lunar Seismic Experiment- Final Summary. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 15 November 1982, 87 (S01): A117–A123. Bibcode:1982LPSC...13..117N. doi:10.1029/JB087iS01p0A117. 
  6. ^ Oberst, Jurgen. Unusually high stress drops associated with shallow moonquakes. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 10 February 1987, 92 (B2): 1397–1405. Bibcode:1987JGR....92.1397O. doi:10.1029/JB092iB02p01397. 
  7. ^ Lammlein, David R; Latham, Gary V; Dorman, James; Nakamura, Yosio; Ewing, Maurice. Lunar seismicity, structure, and tectonics. Reviews of Geophysics. February 1977, 12 (1): 1–21. doi:10.1029/RG012i001p00001. 
  8. ^ 8.0 8.1 Weber, Renee; Lin, Pei-Ying; Garnero, Edward J; Williams, Quentin; Lognonne, Philippe. Seismic Detection of the Lunar Core. Science. 21 January 2011, 331 (6015): 309–312 [2023-04-08]. Bibcode:2011Sci...331..309W. PMID 21212323. S2CID 206530647. doi:10.1126/science.1199375. （原始內容存檔於2022-03-20）. 
  9. ^ Garcia, Raphael; Gagnepain-Beyneix, Jeannine; Chevrot, Sebastien; Lognonne, Philippe. Very preliminary reference Moon model. Physics of the Earth and Planetary Interiors. September 2011, 188 (1–2): 96–113. Bibcode:2011PEPI..188...96G. doi:10.1016/j.pepi.2011.06.015. 
  10. ^ 10.0 10.1 Khan, A; Mosegaard, K; Rasmussen, K L. A new seismic velocity model for the Moon from Monte Carlo inversion of the Apollo lunar seismic data. Geophysical Research Letters. 1 June 2000, 27 (11): 1591–1594. Bibcode:2000GeoRL..27.1591K. doi:10.1029/1999GL008452  . 
  11. ^ Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022. Washington DC: The National Academies Press. March 7, 2011 [2023-04-08]. ISBN 978-0-309-22464-2. （原始內容存檔 (PDF)於2017-01-20）. 
  12. ^ NASA Research Announcement: Development and Advancement of Lunar Instrumentation Program. NSPIRES NASA Solicitation and Proposal Integrated Review and Evaluation System. NASA Research and Education Support Service. [8 October 2018]. （原始內容存檔於2023-04-10）. 
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