Лунотрясения

[Девушка]

Обратимся снова к карте эпицентров (см. рис. 25). Очаги мелкофокусных лунотрясений привязаны к тем же четырем поясам, что и приливные лунотрясения. Пять из них находятся непосредственно в зоне поясов: очаги V и XVI — на восточном крыле восточного пояса, XI, XIX и XX — в южной части западного пояса. Кроме того, 14 мелкофокусных эпицентров удалены от поясов приливной сейсмичности не более 10—30°.

При этом они концентрируются в направлении концов сейсмических поясов. Очаги II, XII, XVIII находятся на северном продолжении западного пояса, очаги VII, XIV, XXI, XXIII продолжают его на юг, являясь как бы проекцией глубокофокусных очагов на поверхность Луны. К востоку от очаговой зоны А44 приливных лунотрясений, почти вытянувшись в линию, расположено 5 мелкофокусных очагов: XXIV, VIII, I, VI, IV. Очаги III, XVII, XXII обрамляют соответственно с севера, запада и юга новый северо-западный пояс.

В отрыве от поясов сейсмичности оказываются очаги: IX, XV и XXIII. Очаг IX расположен на обратной стороне близ южного полюса, здесь произошло самое сильное тектоническое лунотрясение (магнитуда 4,2 по земной шкале). Этот эпицентр наиболее удален от сети сейсмических станций. Быть может, в районе южного полюса происходят и приливные лунотрясения, но они слишком слабы, чтобы раскачать маятники сейсмометров продольной волной, и слишком удалены — поперечные волны не проходят сквозь астеносферу.

Два тектонических очага «пробрались» в асейсмичной юго-восточный квадрант Луны, правда, не далее 10° на юг от экватора. Из них толчок XV совсем слабый, его записали только ближние сейсмические станции в кратере Декарт и Апеннинах и не заметили станции в Океане Бурь.

[Девушка]

Поразительный феномен — отсутствие лунотрясений в интервале глубин 300—800 км между очагами тектонических и приливных лунотрясений — может означать, что векового накопления напряжений в этой зоне не бывает или же снятие напряжений происходит не резкими сейсмическими толчками, а механическим «течением» — ползучестью пород. Причину этого мы покажем дальше, когда сведем все геофизические данные о недрах Луны.

Пространственное сопоставление тектонических лунотрясений с другими сейсмическими событиями, а также быстротечными явлениями на поверхности Луны затруднительно из-за неточного определения их эпицентров (±5-10°).

Вначале казалось, что взаимосвязь приливных и тектонических лунотрясений просто отсутствует. Однако по мере увеличения числа точно установленных эпицентров мелкофокусных сотрясений и в особенности после сопоставления календаря приливных и тектонических лунотрясений с фазами либрации и апогея — перигея появились основания говорить о такой связи.

[Девушка]

В пространственном распределении эпицентров тектонических лунотрясений намечаются некоторые закономерности.

Больше всего очагов в северо-восточном (вероятность 0,57) и юго-западном (статистически не обоснован) квадрантах. Почти отсутствуют высокочастотные сотрясения в юго-восточном квадранте, где также не отмечено ни одного приливного лунотрясения.

Энергия 15 (из 25) тектонических лунотрясений выше приливных. Магнитуда тектонических лунотрясений находится в диапазоне 0,6—3,2(по лунной магнитудной шкале, дающей оценку на 1 единицу меньше принятой для землетрясений шкалы). Энергия максимального толчка, происшедшего в марте 1973 г. вблизи южного полюса на обратной стороне Луны, достигала 1018 эрг.

Возникшие в нем волны пронзили Луну в южном полушарии. Новые сейсмограммы подтвердили заключение о существовании внутренней зоны с резким ослаблением (пропаданием) поперечных волн. На трассах к сейсмическим станциям «Аполлон-12, - 14 и - 16», где луч не проник глубже 640— 680 км, выделены очень интенсивные вступления поперечных волн. На более далеком пути к станции «Аполлон-15» на глубине 1100 км амплитуда волны уменьшилась в десятки раз.

[Девушка]

Пассивный сейсмический эксперимент на Луне был ориентирован на регистрацию тектонических лунотрясении. С этой целью сейсмические станции устанавливались в районах стыка крупномасштабных поверхностных структур. Вначале тектонисты разочаровались: казалось, что лунотрясений не бывает совсем.

Правда, весной 1971 г. дважды были зафиксированы сейсмические события необычной силы. Их записи резко отличались от уже привычных записей приливных л лунотрясений как большой амплитудой, так и высокочастотным составом колебаний. Они скорее походили на удары метеоритов. Но тогда как объяснить высокочастотный спектр и другие особенности записи, ведь обычно волны от падений метеоритов сильно рассеиваются в поверхностном слое и четкие фазы поперечных волн на них отсутствуют?

Приходилось вводить довольно искусственное предположение, что метеориты попадали на некие экзотические, очень твердые участки поверхности, где нет рыхлого слоя реголита. Или что эти метеориты врезались на необычную глубину под рассеивающий слой.

[Девушка]

И все же есть агент эрозии лунной поверхности: «солнечные» лунотрясения неуклонно выравнивают ее. Правда, как показали расчеты, процесс этот чрезвычайно медленный. Склон 200-метрового кратера, имеющий крутизну 20°, становится менее покатым всего на 1° за 4 млн. лет. Так что колеи луноходов и следы астронавтов останутся на Луне надолго. И если бы кто-то когда-то не слишком давно побывал на Луне, люди Земли нашли бы эти следы на ее поверхности.

И если кто-то когда-нибудь при подлете к Земле сперва заглянет на Луну, колеи луноходов и астронавтов расскажут о лунной одиссее землян, о том, что недалеко обитают разумные и пытливые существа, с которыми стоит установить отношения.

[Девушка]

На VII лунной конференции в Хьюстоне Ф. Дьюнебье и Г, Саттои (США) представили новые данные о регистрации тепловых лунотрясений в районе Тавр-Литтров. Сейсморазведочные приборы, те самые, с которыми проводил сейсморазведку экипаж «Аполлона-17»„ в течение 1973— 1974 гг. 10 раз включались по команде с Земли и регистрировали в течение четырехдневных сеансов тепловые сотрясения. Так как сейсмометров было четыре, удалось установить очаги 140 эпицентров и даже построить карту минисейсмичности в радиусе около 300 м от станции. Получен новый вывод — очаги находятся нее только в малых кратерах, но и на относительно ровных участках поверхности.

Обнаруженный феномен позволяет иначе оценить метаморфозу лунной поверхности. Основные формы ее рельефа были созданы ударами метеоритов. Бесчисленные кратеры всевозможных масштабов — память о былых эпохах жизни Луны, когда ее «поливал» метеоритный ливень. Теперь поток метеоритов иссяк. И казалось, практически нет сил, способных менять облик поверхности.

Действительно, таких энергичных агентов эрозии, как воздушные вихри и водные потоки Земли, на Луне нет.

[Девушка]

Поскольку Луна не защищена атмосферой, палящее Солнце нагревает днем ее поверхность до +130°С, а ночью она остывает до —170°С. Правда, как показали специальные измерения теплового потока в скважинах, эти вариации температур не проникают глубже 1 м. Но в этом приповерхностном слое из-за сжатия и расширения пород возникают термоупругие напряжения. Породы трескаются или же грунт соскальзывает по склонам кратеров — следующий раз источник оказывается на несколько ином расстоянии. Такое объяснение подтверждается и тем фактом, что на станции в районе лунных: Апеннин, где рельеф контрастнее, таких сотрясений оказалось на порядок больше.

Эти сотрясения очень слабы по сравнению с приливными. Но они происходят по всей поверхности Луны, а она почти такая же, как площадь Африки. В итоге набирается очень много слабых толчков, и их общая энергия уя« оказывается соизмеримой с сейсмической энергией приливных лунотрясений.

[Девушка]

Приливными лунотрясениями не исчерпывается естественная сейсмичность Луны. Кроме приливных—«земных», существуют еще и «солнечные» сотрясения.

Больше года высокочастотный сейсмометр станции «Аподлон-14» в районе Фра-Мауро фиксировал и посылал на Землю непонятные сигналы. Они не были похожи ни на падения метеоритов, ни на приливные лунотрясения. На этот раз что-то щелкало недалеко и несильно, но с завидной регулярностью.

Толчки «пробуждались» через 48 ч после восхода Солнца, точнее, после пересечения станции линией терминатора, и продолжались весь лунный день, длящийся две земные недели. Ночью они становились реже и постепенно прекращались. Было обнаружено более 40 типов записей. Каждая отмечалась не реже 1 раза в месяц строго в моменты, когда Луна находилась в одной и той же фазе, и записи совершенно не меняли свой вид от толчка к толчку. По-видимому, очаги располагались где-то недалеко от станции. Но природа их была неясна.

Вскоре обнаружилось, что толчки из некоторых очагов хотя и сохраняют форму, но каждый следующий начинается чуть позже, как-будто их источник смещается по отношению к сейсмической станции метров на 10—20 за время одного оборота Луны. И тогда пришла отгадка: непривычные сигналы — это тепловые лунотрясения.

[Девушка]

Восточный пояс имеет и самый контрастный рельеф — глубины его очагов различаются на 300 км. Эта контрастность проявляется и на северной и на южной ветвях моточного пояса. Наблюдается также некоторая связь Глубин очагов с блоками, из которых состоят пояса: на контактах блоков очаги имеют наибольшие и наименьшие глубины.

Неоднородная структура зоны сочленения литосферы и астеносферы Луны, проявляющаяся в контрастности глубин гипоцентров, играет решающую роль в механизме приливных лунотрясений.

Отметим, что все глубокофокусные приливные лунотрясения оказываются в трех квадрантах видимой стороны, характеризующих молодые морские бассейны. Они совершенно отсутствуют в юго-восточном квадранте, районе гор и старых «морей».

Эпицентры приурочены к узким, планетарного масштаба поясам, пересекающимся в юго-восточной части Океана Бурь в районе экватора. Точка пересечения поясов — «сейсмический пуп» Луны, возможно, и есть узловая точка лунной эволюции.

[Девушка]

1 тыс. сейсмограмм пришлось проанализировать сейсмологам США, чтобы в итоге определить глубины 36 очагов. Для увеличения отношения сигнал/шум записи суммировались по 10 штук, благо приливные точки из одного очага имеют завидно повторяющуюся форму. В итоге перезаписи сигнал стал сильнее в 3 раза.

Все очаги приливных лунотрясений глубокофокусные. Они находятся в довольно узком интервале 800—1150 км. Средняя глубина 943 км. Две трети очагов находятся в еще более узком «сейсмическом пласте» 850—1000 км.

На рис. 27 показаны вертикальные профили вдоль главных сейсмических поясов. Очаги западного пояса погружаются в северной и южной частях. Самые мелкие очаги находятся в районе экватора на стыке трех поясов (А23). Уменьшение глубин очагов отмечается в этом регионе и на краях восточного (Аз4, А40) и северо-западного (А59) поясов. Полагая, что глубины поясов соответствуют неровному рельефу зоны сочленения литосферы и астеносферы Луны, можно заключить, что в узловом экваториальном регионе (30° з. д.) их глубины наименьшие, во псе стороны от этого очагового купола очаги погружаются. Особенно резкое погружение происходит на северо-восток.


Рис. 27. Глубины очагов приливных лунотрясений

1 — западный пояс,

2 — северо-западный пояс,

3—восточный пояс (северная ветвь);

4 — восточный пояс (южная ветвь)