Månens stadiga belysning av vår natthimmel har varit en källa till förundran och inspiration i årtusenden. Sedan de första satellitbilderna av dess yta togs på 1960-talet har vår förståelse av jordens följeslagare genom tiden utvecklats oändligt mycket. Ett komplext samspel av kosmiska interaktioner och planetsystem, månens yta visar en uppsjö av landformer som bevisar dess historia.
Ett sådant särdrag är lunar lobate scarps, långa (<10 km) kurvlinjära landformer som är ett resultat av tryckförkastningsrörelse, där äldre stenar skjuts över yngre enheter vilket leder till jordskorpans förkortning. Dessa tros vara några av de yngsta landformerna på månen, som har bildats inom de senaste ~700 miljoner åren (den Copernican av månens geologiska tidsskala). För sammanhanget anses detta geologiskt "ungt" eftersom universum uppskattas vara 13,7 miljarder år gammalt.
Dessa lunar lobate scarps är i fokus för ny forskning, publicerad i Earth and Planetary Science Letters , som använder kratrar i det omgivande höglandslandskapet som indikatorer på scarprörelser och därför är idealiska kandidater för att uppskatta åldrar.
Dr. Jaclyn Clark, vid University of Maryland, förklarade betydelsen av deras forskning, "Till skillnad från jorden har månen ingen plattektonik som leder till att många forskare utforskar vad som driver tektonism på månen och andra steniga kroppar i vårt solsystem.
"Förekomsten av dessa små flikiga dragkraftsfel tyder på att månens yta drar ihop sig på grund av långvarig inre avkylning av månen (avkylning i mycket snabbare takt än jorden).
"En bättre förståelse för när tektonisk aktivitet har inträffat och hur den seismiska energin dämpas genom regoliten (okonsoliderat berg och damm ovanpå berggrunden) bort från förkastningen genom att utforska kraterpopulationen kan hjälpa till att planera säkrare uppdrag till månen."
Med hjälp av kraterstorleks-frekvensfördelningsmätningar, bestämde Dr Clark och hans kollegor åldern på 34 lobate scarps på månens yta. De kombinerade detta ytterligare med tidigare forskning för att generera en datauppsättning av 60 loberade scarps på både närsidan och bortre sidan av månen. Dessutom gav dessa data information om omfattningen av seismisk aktivitet som är förknippad med scarprörelser och sannolikheten för felreaktivering.
För att göra det matar forskarna in högupplösta satellitbilder tagna av Lunar Reconnaissance Orbiter Camera i geologisk kartläggningsprogram ArcGIS för att mäta storleken och frekvensen av kratrar inom ett visst område, vilket möjliggör beräkning av kumulativ kraterdensitet och en åldersmodell.
Forskargruppen observerade ett mönster i åldersfördelning mellan fotväggar (enhet av stenar på undersidan av en förkastning) och hängande väggar (enheten ovanför förkastningen tryckt uppåt) över kratrar, proximalt och distalt till branten. Proximalt var ~38 % av fotväggarna yngre än intilliggande hängande väggar, 47 % tvärtom och 15 % ungefär i samma ålder. För distala scarps hade 33 % hängande väggar som är äldre än dubbelt så höga som proximala hängande väggar, medan distala fotväggar inte ofta var avsevärt äldre än sina proximala motsvarigheter.
Dr Clark förklarar, "När vi först började göra mätningar av kraterstorlek-frekvensfördelning vid de proximala ställena för den hängande väggen och fotväggen, såg vi initialt att området med hängande väggar hade en yngre ålder än fotväggen, vilket fick oss att tro att det kan vara mer seismiska skakningar i den hängande väggen.
"Efter att ha utökat denna metod till 34 scarps, finner vi att detta inte är fallet för dem alla. Många scarps har liknande åldrar (d.v.s. åldrar som överlappar varandra inom fel) för de hängande väggarna och fotväggarna. De flesta skillnaderna i åldrar är mellan proximala och distala lägen, vilket med största sannolikhet beror på dämpningen av seismisk energi bort från felet."
Följaktligen är detta bevis för minskad skakning från lobate scarp-rörelser med avståndet, vilket vanligtvis påverkar den övre 1 km av skorpan. Detta innebär att seismisk aktivitet är begränsad till grundare djup, vilket ökar intensiteten av skakningar vid ytan jämfört med om det är djupare i skorpan; det kommer sannolikt också att ha större inverkan eftersom månens svagare gravitation gör den mer mottaglig för högre skakintensitet med månbävningar med liten magnitud.
Vidare fann forskargruppen en slumpmässig fördelning i lobate scarp åldrar rumsligt, med inget särskilt område av planetkroppen som visar ett kluster av liknande åldrar, liksom ingen tydlig korrelation mellan ålder och scarp längd. De hittade dock en viss korrelation mellan skarpform och ålder, med linjära skarper som bildats över 250 miljoner år och bågformade och oregelbundna skarper under de senaste 50–150 miljoner åren.
Därför tyder detta på att skarpbildning beror på en kombination av nedkylning av månens inre under miljontals år, vilket resulterar i global sammandragning (som genererar bågformade och oregelbundna bränder) och dygnsspänningar (linjära bränder).
Det mesta av dragförkastningsaktiviteten som är förknippad med lobat skarpbildning daterades till de senaste 400 miljoner åren, den senaste för 24 miljoner år sedan. Intressant nog märkte forskarna också en minskande trend när det gäller storleken på kratrar som påverkas av skärpans rörelser under de senaste 250 miljoner åren, vilket tyder på att det också har skett en minskning av månbävningsaktiviteten under denna tid. Dr. Clark noterar att "det kan betyda att hastigheten för invändig kylning saktar ner" men att mer forskning krävs för att avgöra om denna trend kommer att fortsätta.
Sammantaget uppmuntrar scarprörelser bildandet av nya kratrar, som återuppbygger månens landskap och genererar yngre åldrar för dess landformer. Effekten av denna återställning av kraterkronologier på vår förståelse av månens processer är något som forskarna är angelägna om att utforska ytterligare, som Dr. Clark förklarar, "Utan atmosfär på månen har processer som tektonism och vulkanism till stor del förändrat månens yta. .
"Med det begränsade antalet prover från månen är mätningar av kraterstorlek och frekvensfördelning för närvarande vårt bästa alternativ för att fastställa ytålder. Förutom att få en återytaålder kan en utforskande av kraterstorleksintervallet ge insikter om hur kratrar bryts ned i vissa material. eller processer Det här arbetet har bara skrapat på ytan och vi ser fram emot att utöka denna forskning i framtiden."
Mer information: Jaclyn D Clark et al, Hur gamla är månlobate scarps? 2. Fördelning i rum och tid, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI:10.1016/j.epsl.2024.118636
Journalinformation: Earth and Planetary Science Letters
© 2024 Science X Network
