הירח מתכווץ, ועכשיו יודעים בכמה: יותר מ-10,000 שברים צעירים מפוזרים על פניו
מיפוי של צילומי הלוויין LRO מצא שהרדיוס של הירח קטן בכ-45 מטר במאות מיליוני השנים האחרונות. מכיוון שהשברים פזורים בכל רחבי הירח, רעידות ירח יכולות להתרחש כמעט בכל מקום, גם באזורים שבהם מתכננים לנחות ולבנות
הרדיוס של הירח קטן בכ-45 מטר במהלך 400 עד 800 מיליון השנים האחרונות. לגוף ברוחב של כ-3,500 קילומטר זה כמעט כלום. ובכל זאת, זה הספיק כדי לקמט את פני הירח ביותר מ-10,000 שברים צעירים. את המספרים האלה פרסם השבוע צוות בהובלת תום ווטרס, מדען אמריטוס במוזיאון האוויר והחלל של מוסד סמיתסוניאן, בכתב העת Planetary Science Journal.
תחשבו על ענב שמתייבש והופך לצימוק. הקליפה מתקמטת כי מה שבפנים מתכווץ. אצל הירח יש הבדל אחד: הקרום שלו קשיח ושביר. כשהפנים החם מתקרר ומתכווץ, הקרום לא מתקמט בעדינות אלא נסדק, וגוש סלע אחד נדחף ועולה על הגוש שלידו. כך נוצרות מדרגות שנראות כמו צוקים ונמתחות לאורך קילומטרים. ברמות ההרריות של הירח מיפו החוקרים כ-8,900 מדרגות כאלה, ובמישורי הבזלת הכהים, ה"ימים" של הירח, עוד כ-2,000 רכסים קטנים מאותו סוג. אחד הצוקים, במכתש ליד הקוטב הצפוני, מתנשא ליותר מ-100 מטר.
"מספר השברים הצעירים שנחשפו בצילומים של LROC גדול בהרבה ממה שאי פעם דמיינתי", אמר ווטרס. LROC היא מערכת המצלמות של הלוויין Lunar Reconnaissance Orbiter של נאס"א, שמקיף את הירח כבר 17 שנה ושלח מיליוני צילומים.
מ-14 שברים ל-10,000
ב-2010, שנה אחרי שהלוויין הגיע לירח, ווטרס ושותפיו פרסמו ב-Science זיהוי של 14 מדרגות כאלה, וכבר אז העריכו שהירח כולו מתכווץ. חמש שנים אחר כך, עם צילומים של כשלושה רבעים משטח הירח, המספר עבר את 3,200. המחקר החדש מכפיל את המספר הזה פי שלושה בערך, ומוסיף בפעם הראשונה את מישורי הבזלת למפה. כך אפשר היה לחשב כמה התכווץ הירח כולו, ולא רק להעריך לפי אזור אחד. רבים מהשברים זוהו בצילומים שבהם השמש נמוכה מעל האופק, כי הצל הארוך מבליט מדרגות שקשה לראות באור ישיר.
אם ההתכווצות הייתה בקצב קבוע, מדובר ב-6 עד 11 ס"מ למיליון שנה, בערך עשירית מיקרון בשנה. הלוחות של היבשות בכדור הארץ זזים בכ-1.5 ס"מ בשנה, מהר פי 150 אלף. ההבדל החשוב יותר הוא במקום. בכדור הארץ כ-90% מהרעידות מרוכזות בגבולות שבין הלוחות. הירח בנוי מלוח אחד, ולכן השברים שלו פזורים על פני כולו.
הירח גם לא היחיד שמתכווץ. כוכב חמה, הכוכב הקרוב ביותר לשמש, עבר את אותו תהליך בגדול. מחקר שפורסם ב-2014 בכתב העת Nature Geoscience, על סמך הצילומים של החללית MESSENGER של נאס"א, ספר על פניו כמעט 6,000 קמטים ושברים מהסוג הזה. לפי החישוב, הרדיוס שלו קטן בעד כ-7 קילומטר במהלך כ-4 מיליארד שנה. הסיבה היא ליבת ברזל ענקית שמתקררת ומתמצקת לאט. ליד זה, 45 המטרים של הירח הם קמט קטן.
רעידות ירח ונחיתות בקוטב
רעידות ירח קורות כשסלע מחליק על שבר קיים, או כשנוצר שבר חדש. לכן הן יכולות לקרות כמעט בכל מקום, ולא רק באזורים מוגדרים. מדי הרעידות שהשאירו אסטרונאוטים של אפולו פעלו בין 1969 ל-1977 ורשמו 28 רעידות רדודות, חלקן בעוצמה של כ-5. בניגוד לכדור הארץ, הן נמשכו לפעמים דקות ארוכות, כי הסלע היבש של הירח כמעט לא מרסן את הגלים.
ב-2019 ווטרס הראה שחלק מהרעידות האלה קרו קרוב לשברים צעירים. ב-2024 הוא פרסם עבודה שמצביעה על סיכון לרעידות חזקות באזור הקוטב הדרומי, בדיוק האזור שבו מתוכננות הנחיתות המאוישות של תוכנית ארטמיס. להרחבה: ארטמיס 2 חזרה בשלום מהירח: נאס"א קיבלה הישג היסטורי - ועכשיו המבחן האמיתי מתחיל
החוקרים חישבו גם את המאמץ, כוח הדחיסה, שההתכווצות יוצרת בקרום: כ-4 מגה-פסקל, בערך 40 אטמוספרות. הערך הזה מתאים להערכות של שחרור המאמץ ברעידות הרדודות שנמדדו באפולו, והתאמה כזו מחזקת את הקשר בין השברים לרעידות.
- הירח הופך לעסק: שוק החלל בדרך ל-2 טריליון דולר - ומי ירוויח מהמרוץ על מאות המיליארדים?
- המבחן של סטארשיפ: האם SpaceX תצליח להאיץ פי 20 את פריסת סטארלינק?
"כל עוד פנים הירח ממשיך להתקרר ולהתכווץ, הצפי הוא שהשברים הקיימים ימשיכו לגדול ושברים חדשים ימשיכו להיווצר גם היום", אמר ווטרס. נאס"א מקדמת הצבה של כור גרעיני קטן על הירח, וחברות פרטיות מתחרות על חוזים לנחתות, לתשתיות ולכרייה. במצב כזה, מפה של אזורים פעילים היא מידע הנדסי לכל דבר. להרחבה על הכסף שמאחורי המרוץ: הירח הופך לעסק: שוק החלל בדרך ל-2 טריליון דולר - ומי ירוויח מהמרוץ על מאות המיליארדים?
האזורים שבהם הקרום הכי עבה הם גם האזורים עם הכי מעט שברים, ולכן אולי הם היציבים ביותר לבנייה. הקרום העבה ביותר נמצא בעיקר ברמות של הצד הרחוק של הירח, זה שלא רואים מכדור הארץ.
הירח התכווץ פחות מהמצופה
מודלים של התקררות הירח חזו התכווצות גדולה בהרבה מ-45 מטר, והפער דורש הסבר. החוקרים מציעים שתי אפשרויות. הראשונה: קרום עבה, סדוק ומלא חללים, ששימש כמו שמיכה, בידד את הפנים ועיכב את ההתקררות. השנייה: שכבה חיצונית חזקה מספיק כדי לדחות את היווצרות השברים עד לשלב מאוחר יחסית בתולדות הירח. בשני המקרים, נראה שהשברים הנרחבים לא התחילו להיווצר בשלבים המוקדמים.
החישוב מניח קצב אחיד לאורך מאות מיליוני שנים. הגיל של השברים נאמד לפי מכתשים קטנים שהם חוצים ולפי כמה הם שחוקים, שיטה שנותנת טווחים ולא תאריכים מדויקים. חלק מהצילומים החדשים הגיעו מהמצלמה ShadowCam שעל הלוויין הקוריאני KPLO. היא מסוגלת לצלם בתוך מכתשים שאור השמש אף פעם לא מגיע אליהם, בדיוק האזורים שבהם מחפשים קרח מים לבסיסים העתידיים.
