(The epicenter of one of the strongest moonquakes recorded by the Apollo Passive Seismic Experiment was located in the lunar south polar region. However, the exact location of the epicenter could not be accurately determined. A cloud of possible locations (magenta dots and light blue polygon) of the strong shallow moonquake using a relocation algorithm specifically adapted for very sparse seismic networks are distributed near the pole. Blue boxes show the locations of proposed Artemis III landing regions. Lobate thrust fault scarps are shown by small red lines. The cloud of epicenter locations encompasses a number of lobate scarps and many of the Artemis III landing regions. Credit: NASA/LRO/LROC/ASU/Smithsonian Institution)
(Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), Narrow Angle Camera (NAC) mosaic of the Wiechert cluster of lobate scarps (left pointing arrows) near the lunar south pole. A thrust fault scarp cut across an approximately 1-kilometer (0.6-mile) diameter degraded crater (right-pointing arrow). Credit: NASA/LRO/LROC/ASU/Smithsonian Institution)
(The lobate scarps are formed when the lunar crust is pushed together as the Moon contracts. This causes the near-surface materials to break forming a thrust fault. The thrust fault carries crustal materials up and sometimes over adjacent crustal materials. Slip events on existing faults or the formation of new thrust faults trigger shallow moonquakes that can cause strong seismic shaking tens of miles (many tens of kilometers) away from the scarp. Credit: Arizona State University/Smithsonian)
(Image shows predicted areas of surface slope instability in the south polar region. Models are for a one-meter-thick (about 3.3-foot) regolith landslide. Blue dots are areas with the least unstable slopes, green dots are moderately unstable slopes, and red dots are most unstable slopes. Image centered on Shackleton crater and the lunar south pole. Locations of proposed Artemis III landing regions are shown by the blue boxes. The model predicts large portions of the interior walls of Shackleton crater are suspectable to landslides (inset) as well as portions of interior crater walls in the Nobile Rim 1 landing region. Credit: NASA/LROC/ASU/Smithsonian Institution)
달에 대해서 흥미로운 사실 중 하나는 달이 수축을 통해 약간 작아졌다는 것입니다. 생성 초기에는 뜨거웠던 달 내부가 식으면서 크기가 줄어든 것입니다. 이로 인해 달 표면에는 수축으로 인해 갈라진 지각과 융기한 지형들이 보입니다.
그런데 사실은 이런 수축 과정이 수십 억년 전에 끝난 것이 아니라 지질학적 관점에서 비교적 최근인 수억 년 사이에도 여전히 진행되었다는 연구 결과가 발표됐습니다.
메릴랜드 대학의 토마스 와터스 (Thomas R. Watters, a senior scientist emeritus in the National Air and Space Museum's Center for Earth and Planetary Studies)가 이끄는 연구팀은 아르테미스 III 임무에서 착륙 목표로 삼은 달 남극 지형의 지진 및 단층 활동을 연구했습니다.
연구팀에 따르면 지난 수억 년간 달은 45m 정도 지름이 작아졌습니다. 물론 달 전체 크기로 봤을 때는 얼마 안되는 수치이지만, 달 지각은 신축성이 없는 딱딱한 암석이기 때문에 큰 영향을 받을 수밖에 없습니다. 결국 이로 인해 지각이 갈라지고 단층이 형성되면서 달에도 지진이 발생하게 됩니다.
반 세기 전 아폴로 임무에서 지진계는 달의 남극 지방에서 가장 강한 달 지진을 포착했습니다. Apollo Passive Seismic Network가 포착한 달의 가장 강력한 지진은 진도가 5에 달해 생각보다 강했습니다. 그뿐 아니라 중력이 낮고 주로 지각에서 발생하는 지진의 특징으로 인해 지진이 수분이 아닌 수 시간 이상 지속되는 것이 달 지진의 특징입니다. 따라서 앞으로 진행될 아르테미스 임무에서 달 지진이 심각한 위협이 될 수 있습니다.
연구팀은 달 크레이터 내부에서 특히 산사태 등의 위험성이 있는 지형들을 확인했습니다. 앞으로 유인 탐사 임무나 무인 로버에 의한 탐사에서 모두 주의해야 하는 지형입니다. 이런 연구를 통해 충분히 위험을 검토한 후 임무가 진행될 것으로 생각합니다.
참고
https://phys.org/news/2024-01-scientists-moon-landslides-instability-lunar.html
Watters et al, Tectonics and Seismicity of the Lunar South Polar Region, The Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad1332
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