月球地貌表明月球上最近的地质地震活动
月球地貌表明月球上最近的地质地震活动。资料来源：uux.cn《地球与行星科学快报》（2024）。DOI:10.1016/j.epsl.2024.118636
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Hannah Bird）：几千年来，月亮对我们夜空的坚定照射一直是奇迹和灵感的源泉。自从20世纪60年代拍摄了第一张地球表面的卫星图像以来，我们对地球伴星的理解已经发展到了不可估量的地步。作为宇宙相互作用和行星系统的复杂相互作用，月球表面展示了大量的地貌来证明其历史。
其中一个特征是月球叶形陡崖，这是由逆冲断层运动产生的长（<10公里）曲线地貌，其中较老的岩石被推到较年轻的单元之上，导致地壳缩短。这些被认为是月球上最年轻的地貌之一，形成于过去约7亿年内（月球地质时间尺度的哥白尼）。就上下文而言，这在地质学上被认为是“年轻的”，因为宇宙估计有137亿年的历史。
这些月球叶形陡崖是发表在《地球与行星科学快报》上的新研究的焦点，该研究利用周围高地景观中的陨石坑作为陡崖运动的指标，因此是估计年龄的理想候选者。
马里兰大学的Jaclyn Clark博士在解释他们研究的意义时说：“与地球不同，月球没有板块构造，这让许多科学家探索是什么驱动了月球和太阳系其他岩石体的构造作用。
“这些小叶状逆冲断层的存在表明，由于月球的长期内部冷却（冷却速度比地球快得多），月球表面正在收缩。
“通过探索陨石坑的数量，更好地了解构造活动何时发生，以及地震能量如何通过远离断层的风化层（基岩顶部的松散岩石和灰尘）衰减，有助于计划更安全的登月任务。”
克拉克博士及其同事通过对陨石坑大小和频率分布的测量，确定了月球表面34个叶形陡崖的年龄。他们进一步将这一点与之前的研究相结合，生成了月球近侧和远侧60个叶形陡崖的数据集。此外，这些数据还提供了与陡崖运动相关的地震活动幅度和断层复活可能性的信息。
为此，科学家们将月球勘测轨道飞行器相机拍摄的高分辨率卫星图像输入地质测绘软件ArcGIS，以测量特定区域内陨石坑的大小和频率，从而计算累积陨石坑密度和年龄模型。
研究小组在陡崖近端和远端的火山口上观察到了下盘（断层下侧的岩石单元）和上盘（断层上方的岩石单元向上推进）之间的年龄分布模式。在近端，约38%的下盘比相邻的上盘年轻，47%的下盘与上盘相反，15%的下盘年龄大致相同。对于远端陡崖，33%的上盘年龄是近端上盘的两倍以上，而远端下盘的年龄通常不比近端对应的上盘大很多。
克拉克博士解释道：“当我们第一次开始在上盘和下盘的近端位置进行火山口大小频率分布测量时，我们最初发现上盘区域的年龄比下盘年轻，这让我们认为上盘可能有更多的地震震动。
“在将这种方法扩展到34个陡崖后，我们发现并非所有陡崖都是如此。许多陡崖的上盘和下盘的年龄相似（即在误差范围内重叠的年龄）。年龄的大多数差异都在近端和远端位置之间，这很可能是由于断层的地震能量衰减。”
巴罗陡崖逆冲断层上的火山口大小频率分布测量，以及上盘（HWP-近端，HWD-远端）和下盘（FWP-近端和FWD-远端）的绝对模型年龄。资料来源：uux.cn《地球与行星科学快报》（2024）。DOI:10.1016/j.epsl.2024.118636
因此，这是随着距离的推移，叶崖运动的震动减少的证据，通常影响地壳的上部1公里。这意味着地震活动被限制在较浅的深度，与地壳深处相比，增加了地表的震动强度；它可能也会产生更大的影响，因为月球较弱的引力使其更容易受到小震级月震的更高震动强度的影响。
此外，研究小组发现，叶崖年龄在空间上呈随机分布，行星体的特定区域没有显示出相似年龄的星团，年龄和崖长之间也没有明确的相关性。然而，他们确实发现了陡崖形状和年龄之间的一些相关性，线性陡崖在2.5亿年前形成，弓形和不规则陡崖在过去的5000万至1.5亿年中形成。
因此，这表明陡崖的形成是由于月球内部数百万年来的冷却，导致全球收缩（产生弓形和不规则陡崖）和昼夜潮汐应力（线性陡崖）。
与叶形陡崖形成相关的大多数逆冲断层活动可追溯到过去4亿年，最近的一次是2400万年前。有趣的是，科学家们还注意到，在过去2.5亿年中，受陡崖运动影响的陨石坑大小有下降趋势，因此表明这段时间内月震活动也有所减少。克拉克博士指出，“这可能意味着内部冷却的速度正在放缓”，但还需要更多的研究来确定这种趋势是否会继续。
总的来说，陡崖运动促进了新陨石坑的形成，使月球景观重新浮出水面，并为其地貌创造了更年轻的年龄。正如克拉克博士所解释的，科学家们热衷于进一步探索火山口年表的重置对我们理解月球过程的影响，“由于月球上没有大气层，构造作用和火山作用等过程在很大程度上改变了月球表面。
“由于月球样本数量有限，目前测量陨石坑大小和频率分布是我们确定表面年龄的最佳选择。除了获得表面重修年龄外，探索陨石坑大小范围可能会深入了解陨石坑在某些材料或过程中是如何退化的。这项工作刚刚触及表面，我们期待着在未来扩大这项研究。”
