月球上有地震嗎？_風聞

最新研究表明，讓月球“顫慄”的地震並不一定是地球引力引起的，其元兇也可能是月球的地質構造運動。換句話説，月球的“心臟”仍在跳動。

平靜的地質界迎來一場大地震：象徵夜之靜寂的月球竟有一顆跳動的“心”！

其冰冷的灰色岩層表面之下，熱浪仍在翻滾，足以融化岩石，製造“月”震。一如“凡間”的地球在板塊運動中撕扯斷裂、產生裂痕，月球地殼也是多災多難。我們想象中一動不動的石質天體其實是鮮活的生命！

實際上，月球地質學專家幾十年前就已知道月球會定期發生地震。“阿波羅”計劃11號、12號、14號、15號和16號都在登月基地附近安置了地震儀。

“阿波羅”11 號在 1969年放置了第一個地震儀。但它很快出了故障。

1969年至1977年，地震儀共記錄到數千次地震。“但幾乎全部地震都是地球引力引起的。”法國國立高等航空航天學院地球物理學家拉斐爾·加西亞（Raphaël Garcia）在分析數據後總結道。

就如同月球以引發潮汐的形式影響着地球海洋，地球引力也會造成月球表面週期性變形。“這股引力使月球變形，一些區域的岩石甚至因此斷裂，隨即引發了地震。”巴黎地球物理研究所（IPGP）相關領域專家菲利普·洛尼奧內（Philippe Lognonné）解釋道。

這類地震通常被稱為“深層地震”，因為其震源，也就是“咔嚓聲”出現的地方位於月球表面之下數百千米。

只不過地質學家很快發現，記錄在案的數千次月球地震中，有28次算不上深層，不符合上述形成機制。“據估計，這些地震的震源離地表不到50千米。”拉斐爾·加西亞指出。此外，這些“不尋常”地震比引力引發的地震嚴重得多：最高強度能達到里氏5級。

在記錄下來的數千次地震中，有 28 次 深 層 強震很可能不是地球引力造成的。

那麼，怎樣的物理現象會引發此類地震呢？

研究人員提出假設：可能是月球巨大的晝夜温差導致其表面熱脹冷縮。温差最大可達250℃，足以令岩石劇烈膨脹……

但他們很快意識到，温差導致的膨脹只能引起輕微震動。此外，種種條件限制也令地球物理學家犯難。“‘阿波羅’號任務形成了地震數據網，但其質量並不理想，我們無法精確定位震源，也沒法驗證各種假設。”拉斐爾·加西亞回憶道。

科學家比對了 LRO 探測器拍攝的斷層照片和“阿波羅”計劃記錄下的地震數據，提出了地質構造引發月球地震的假説。

其實在50年前，月球上建立的地球物理學站早就引入了可將地震數據數字化的技術。但在當時看來非常革命性的技術而今已顯雞肋，無法提供足夠的信息開展深入分析。

疑團懸而未決，直到美國地球和行星研究中心地球物理學家托馬斯·沃特斯（Thomas Watters）看到了“阿波羅”登月艙傳回的全景照片，發現月球表面有疑似“疤痕”一類的存在。

箭頭指向處為斷層

“它們形似褶皺，約有十幾米深。”他回憶道。靈感一閃而過，這些“疤痕”或許預示着真正的斷層，即“逆斷層”的存在。

在地球上，這類斷層會導致類似褶皺出現，兩大板塊相互擠壓，一塊疊在另一塊上，抬升了地球表面。“但‘阿波羅’的地震數據以及手頭的圖像仍不足以證實月球確實存在地質構造運動。”托馬斯·沃特斯遺憾地表示。

新圖像更清晰

好在今天，我們有了清晰的月球圖像！

2009年，美國國家航空航天局（NASA）發送了月球勘測軌道飛行器（LRO），其搭載的探測器沿月球軌道拍攝下了精度達50釐米的月球表面圖像，最微小的起伏、最細微的色彩變化，乃至最不起眼的環形山和斷層都一覽無餘。

因此，只要想辦法拿圖像和“阿波羅”地震數據進行比對就行了。“這個辦法好極了。”IPGP行星專家川村太一（Taichi Kawamura）讚歎道。

“我們分析了LRO收集的圖像，疤痕的確存在，幾乎佈滿整個月球表面，兩極到赤道都有。”托馬斯·沃特斯解釋道。某些斷層或許還不足5000萬歲，“在地質學家看來，都是年輕的斷層”，他強調。

箭頭指向處為斷層

此外，有幾處斷層顯示出新近的崩塌跡象。和相鄰區域比較，斷層周邊的土壤顏色更淺，宛如經歷了一次地震後的那些碎裂、裸露的岩石。一言以蔽之，這類斷層可能是月球地質構造運動造成的。

“還須指出的是，之前提到的28次地震的震源恰好位於斷層附近。”托馬斯·沃特斯特別強調。NASA的科學家採用了全新算法，對分別標註震源和斷層的地圖進行交叉比對。“看完，我差點從椅子上摔下來！”托馬斯·沃特斯回憶道。28次地震中，至少有8次的震源離其中某條斷層不到30千米！“太誇張了，不可能是巧合……”

托馬斯·沃特斯 美國地球和行星研究中心地球物理學家

因此，月球的確發生過地質構造運動。“不同於有數塊板塊參與的地球地質構造運動。月球是完整的一塊。”托馬斯·沃特斯表示。“月球的地質構造運動是收縮性的。”菲利普·洛尼奧內補充道。

也就是説，月球處於收縮期，還在變小！它每年只縮小几十納米，從45億年前形成至今共縮小了一百來米，説來微不可察，但照樣也能引發構造運動。

這意味着月球還沒有停止冷卻的腳步！其內核仍有一部分呈液態。隨着液態內核慢慢固化，內核縮小，迫使月球表面一致向內收縮。科學家將此稱為“熱彈性冷卻”。彈性一直保持着，直到某個臨界點……“拉緊到一定程度，就會斷裂！”菲利普·洛尼奧內描述道。月球表面因此遍佈了裂縫。

月球地質構造運動的全新劇本聽來誘人，但也有對不上號的地方。“斷層走向應該是隨機的；但我們觀測到的情況並非如此。”拉斐爾·加西亞表示。月球表面那勉強算是排列整齊的裂痕或許隱藏了一次更加離奇的地質構造運動……

“我們發現，逆斷層是由月球慢慢收縮造成的，潮汐力會額外對其施加作用。”托馬斯·沃特斯解釋道，“潮汐引發的應力變化在局部地區會放大，因此在大多數情況下，是潮汐力導致逆斷層中的某個地塊滑落到了另一個地塊上。”於是淺層地震隨之而來。

其中有8次地震發生的時間恰巧是應力沿月球軌道累積到最高值，即遠地點附近時。因此最終，月球表面斷層的走向是潮汐引起的剪應力的方向。“這是一種全新地震醖釀機制。”菲利普·洛尼奧內激動地説道。

記錄到的 28 次地震中，有 8 次為月球地質構造運動説提供了兩個強有力論據：其一，地震震源距離某處逆斷層不到 30 千米；其二，所有地震都恰逢月球位於遠地點附近時達到剪應力峯值。

回到基本問題：月球如何長時間保有一顆滾燙的內核？“我們不知道。”托馬斯·沃特斯直白承認。

想要得到答案，那得等月球上再次建立起地震儀網絡。NASA已經有了類似計劃，中國的也在討論中。可以肯定的是，天體物理學之前似乎過早地躺在功勞簿上昏昏欲睡，最近幡然醒悟了。

“關於天體內部構造的演變，我們要換換腦筋了，這非常重要。”法國國家科研中心（CNRS）奧爾良分院地質學家、地球生物學家弗朗西絲·韋斯托爾（Frances Westall）指出。“行星內部構造和地球動力學研究被冷落了幾十年，最近又活躍起來。”菲利普·洛尼奧內補充道。

要知道月球並非個例。科學家一直猜測，火星也包裹了一顆液態內核。而“洞察”號探測器（InSight）在2018年11月登陸火星後放置了地震儀，並在2019年4月6日帶來了火星地震的消息。

洞察號

此後，數據源源不斷傳回地球，對於火星地質構造運動的第一批科學解釋將在今年年底發表。“水星或許也有這種僅涉及一個板塊的地質運動，該行星表面也佈滿了壯觀的逆斷層。”托馬斯·沃特斯補充道。

問題並不侷限於地質學：未來月球基地也面臨難題。尤其是因為，“想要尋找其他行星上的外星生命，理解行星地震學十分重要”，菲利普·洛尼奧內強調。

地球的地質構造運動和生命的出現存在緊密聯繫：大約在30多億前，兩者幾乎同步發生，構成了地球化學循環的兩大支柱。因此，越是看清某個天體的“顫抖”，就越能清楚地感受到遠方生命的悸動。

撰文 Jean-Baptiste Veyrieras

編譯 黃雅琴