Лунотрясения

[Девушка]

Регион сочленения восточного и западного поясов на экваторе западнее центра видимого диска Луны включает эпицентры, временные характеристики которых напоминают и северный и центральный блоки западного пояса.

Новый пояс сейсмичности открыт в последнее время в северо-западной части Океана Бурь. Он включает 7 эпицентров от А59 до А60. В нем происходит около 10% всех лунотрясений, как правило, в момент максимальной южной широтной и западной долготной либрации.

Самый высокоширотный эпицентр А44 (61,7° с. ш., 18,8° в. д.) представляет хорошо выраженный очаг, в котором зафиксировано уже 18 толчков. Имеются основания включать его в особый, четвертый пояс лунной сейсмичности, параллельный Морю Холода.

[Девушка]

Еще в первые годы регистрации лунотрясений, прогнозируя сейсмичность этого очага, сейсмологи предложили рост активности в 1975—1976 гг. Основанный на правильном понимании механизма приливных лунотрясений прогноз блестяще подтвердился.

В этом самом активном блоке Луны выделены три субпараллельных зоны северо-восточного — юго-западного простирания, возможно, соответствующих плоскостям разрывов — А21-47, А1, 46, 45, 48 и А14.

На юге западный пояс обрамляет довольно плотно расположенные 8 эпицентров (А8, 12, 13, 24, 52, 53, 57, 58). Их действие приурочено к апогею в момент северного максимума широтной либрации.

Восточный пояс сейсмичности (выделялся и ранее) шириной более 300 км тянется от экватора в точке 10° з. д. (А4о) на восток-северо-восток на 1800 км. Пояс субпараллелен крупным морским бассейнам от Моря Дождей на западе до Моря Смита и Моря Краевое на востоке. На его продолжении находится единственный эпицентр А33, обнаруженный на обратной стороне*. Он относится к числу довольно активных (6% всех лунотрясений). Пояс исключает 13 локализованных очагов и 9, положение которых определено приблизительно. По существу он состоит из двух субпараллельных ветвей (Ан, 2?, зг, 22, и, 25, зо) на севере и (А1в, 28, 51, 7, 19, га) на юге, разделенных асейсмичной зоной.

По-видимому, на обратной стороне существуют и другие очаги, но волны от них экранируются размягченной центральной зоной.

По режиму сотрясений пояс также неоднороден. Эпицентры, расположенные в долготном интервале 5—25° в. д. и 50—105° в. д., имеют сходные характеристики. Толчки в них приходятся на апогей при максимальной северной широтной и восточной долготной либрации. Это объясняется подобием характера приливов на указанных долготах. Иначе выглядят приливное воздействие и сейсмичность узкого блока 25—35° в. д. Здесь точно установлены и намечены еще 7 очагов, в которых сотрясения происходят в момент максимума западной либрации.

[Девушка]

Северный блок включает четыре выстроенных но меридиану эпицентра А17, го, во, 4!, в которых сотрясения происходят в основном близ перигея и в момент юго-восточной либрации, когда расстояние Земля — Луна меньше среднего. Судя по режиму сотрясений, близ северного находятся еще два эпицентра (А35, зз), толчки в которых слабы, из-за чего их точное положение установить не удалось.

В районе экватора в западном поясе выделяется участок с очагами А9, 2з (а также расположенными где-то поблизости очагами А2, 10). Очаг А9 относится к числу довольно активных, в течение 1971—1972 гг. здесь каждый месяц регистрировалось 1—2 толчка. Через 3 года после самого сильного толчка вновь произошло сотрясение, возможно, означающее начало нового цикла активности. В экваториальном блоке толчки происходят в моменты южной широтной и восточной долготной либрации. Блок занимает, как 5удет видно впоследствии, узловое место в схеме лунной сейсмичности.

Следующий к югу блок между 10—25° ю. ш. включает 9 очагов (из них 7 локализованных), в которых произошло почти 30% лунотрясений. Причем половина из них — и очаге А4 (10, 8° ю. ш., 31,3° з. д.). Этот очаг не имеет подобных. К счастью, именно здесь расположены две, прими первые, сейсмические станции «Аполлон-12 и - 14», так что его «родословная» протягивается на 5,5 года. В календаре жизни очага А4 выделяется период 206 дней и 6 лет, наибольшие сотрясения происходят во время северной и западной либрации и в перигее.

[Девушка]

<img src="../luna/image076.jpg" width="311" height="331" class=""/>

Рис. 26. Схема, иллюстрирующая сложную структуру поясов сейсмичности и пространственно-временную связь приливных (кружки) и тектонических (квадраты) лунотрясений.

Эпицентры с одинаковыми знаками характеризуются сходным соотношением календаря лунотрясений, либрации и расстояния Земля — Луна. Римские цифры — основные пояса лунной сейсмичности.

[Девушка]

Западный пояс сейсмичности (он был выделен первым) имеет субмеридиональное простирание (по меридиану 20—40° з. д.), начинается у 30° с. ш. (очаг А17) и протягивается на 2 тыс. км за 40° ю. ш. (А57), расширяясь от 100 км на севере до 200—300 км на юге. Пояс включает более половины всех очагов и более 60% лунотрясений и проходит по западному обрамлению Моря Дождей, Моря Познанного и Моря Облаков (и даже слегка отклоняется к постоку по контуру Моря Облаков).

По своей структуре западный пояс неоднороден. В нем Можно выделить четыре блока, отличающиеся периодичностью и связью момента толчков с максимумом и минимумом либрации и эксцентриситетом орбиты (рис.26).

[Девушка]

<img src="../luna/image072.jpg" width="386" height="586" class=""/>

<img src="../luna/image074.jpg" width="442" height="426" class=""/>

* - Данных недостаточно для локализации эпицентров, в скобках указана

номера близлежащих локализованных эпицентров.

**- Данных недостаточно для определения глубины очага. Указанная глубина условно принята при определении координат эпицентра.

[Девушка]

<img src="../luna/image070.jpg" width="340" height="403" class=""/>

Рис. 25. Схема сейсмичности Луны

Приливные лунотрясения:

1 - эпицентры с числом толчков менее 1%

2-1—5%,

3 — 5-10%,

4— более 10%,

5 —глубина очага не известна

6 - глубина 800-900 км,

7 - 900-1000 км,

8 - более 1000 км. Тектонические лунотрясения:

9—магнитуда менее 1,

10— 1—2,

11 — 2—3,

12 — более 3,

13 — глубина очага не известна,

14 — менее 100 км,

15 — 100—200 км,

16 — 200—300 км.

Номера очагов даны по таблице 9

[Девушка]

Расчет глубин очагов проведен для модели, в которой в верхах мантии (глубина 60 км) скорость распространения продольных волн 8,1 км/с, поперечных 4,7 км/с; в низах мантии (на глубине 800 км) скорость продольных 8,0 км/с, поперечных 4,3 км/с.

Таким образом, в нижней мантии скорость поперечных волн уменьшается на 9% по сравнению с верхней. Для независимой проверки пригодности этой модели к расчетам глубин очагов использовалось 20 лунотрясений, для которых выделено более четырех фаз волн. Отклонение расчетных времен пробега от наблюдений не превысило 3 с, т. е. было не более погрешности отсчета времени вступления продольной волны.

Уже на ранней стадии изучения приливных лунотрясений сейсмологи с удивлением отмечали, что эпицентры расположены не как попало, а, подобно землетрясениям, группируются в узкие пояса. Долгое время удавалось выделить лишь два таких пояса. Теперь Ламлэйн выделяет уже по крайней мере четыре, причем внутренняя структура поясов достаточно сложна.

[Девушка]

О большой глубине очагов свидетельствовал и характер записей приливных лунотрясений — на них меньше присутствовал эффект рассеяния в верхнем неоднородном слое. Поэтому первые вступления были четкими, хорошо различались фазы поперечных воля, а межволновой фон между ними практически отсутствовал.

Записи из одного очага на одной станции обнаруживали поразительную похожесть, форма колебаний во все годы наблюдений повторялась из месяца в месяц, и сам очаг, как видно, не перемещался, а первое движение маятника сейсмометра происходило всегда в одну сторону. Это можно понять, если размеры очага невелики, соизмеримы с длиной волны (10— 20 км).

Среди приливных лунотрясений по форме записи выделен 61 тип очаговых зон. Запись 633 лунотрясений оказалась достаточно отчетливой на трех станциях, чтобы определить координаты эпицентров. Д. Ламлэйн (США) и другие ученые выделяют 43 эпицентральных зоны, для 36 из них определены глубины очагов (табл. 9, рис. 25).

Определение глубин очагов по лунным сейсмограммам затруднено из-за сильного рассеяния волн вблизи поверхности. Оно мешает выделять вступление в последующей части записи. Дистанция от очага до сейсмометра определяется по разности времен вступления продольных и поперечных волн. На Луне эта разность всегда больше 100 с, это значит, что расстояние равно 1 тыс. км, т. е. очаги глубокофокусные.

[Девушка]

«Сейсмические родственницы» по устройству недр, Земля и Луна оказались весьма непохожими по сейсмичности. Луна практически асейсмична. Общая годовая энергия лунотрясений в миллиарды раз меньше, чем землетрясений.

Основной энергетический баланс в лунной сейсмичности составляют редкие мелкофокусные толчки тектонической природы. Большинство же лунотрясений — приливной природы, это — глубокофокусные, очень слабые и закономерно периодичные лунотрясения-близнецы.

Всей сейсмичностью Луны правит гравитационная «указка» Земли и Солнца. Энергия приливных деформаций концентрируется на неровностях границы жесткой литосферы и пластичной астеносферы Луны. Приливные силы обусловливают слабые глубокофокусные толчки и играют роль спускового механизма для относительно интенсивных мелкофокусных толчков, которые черпают энергию в процессах векового накопления напряжений.

Распределение в недрах Луны приливных напряжений объясняет уникальные особенности лунной сейсмичности: отсутствие любых толчков на промежуточных глубинах и отсутствие тектонических эпицентров в центральном круге видимого диска Луны. Как и на Земле, очаги лунотрясений закономерно локализованы. На Луне они составляют несколько узких, глубоко захороненных поясов сейсмичности глобального размера, пересекающихся в узловой точке (30° з.д. на экваторе), где глубины очагов минимальные. Эпицентры приурочены к районам распространения базальтовых морей и отсутствуют в горном регионе юго-восточного квадранта Луны.

Заметная роль внешних космических факторов в сейсмичности Луны дает основания и надежды для поисков подобных закономерностей в календаре землетрясений, вносит свой вклад в проблему их предсказания и предотвращения.