Buzz Aldrin zet een seismometer in op het maanoppervlak. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
Tijdens de Apollo Moon-missies - tussen 1969 en 1972 - plaatsten NASA-astronauten seismometers op hun landingsplaatsen om te detecteren of de maan aardbevingen (maanbevingen) heeft. De apparatuur detecteerde meestal kleine trillingen, maar kende ook een aantal behoorlijk sterke trillingen van meer dan 5,5 op de schaal van Richter. En ze duurden erg lang, soms wel 10 minuten. Als de volgende groep astronauten de Maan langere tijd zal bezoeken, hebben ze een maanbasis nodig die bestand is tegen af en toe trillen.
NASA-astronauten gaan terug naar de maan en als ze daar aankomen, hebben ze mogelijk een aardbevingsbestendige behuizing nodig.
Dat is de verrassende conclusie van Clive R. Neal, universitair hoofddocent civiele techniek en geologische wetenschappen aan de Universiteit van Notre Dame, nadat hij en een team van 15 andere planetaire wetenschappers Apollo-gegevens uit de jaren zeventig opnieuw hebben onderzocht. "De maan is seismisch actief", vertelde hij afgelopen oktober tijdens een bijeenkomst van wetenschappers op de Lunar Exploration Analysis Group (LEAG) van de NASA in League City, Texas.
Tussen 1969 en 1972 plaatsten Apollo-astronauten seismometers op hun landingsplaatsen rond de maan. De Apollo 12-, 14-, 15- en 16-instrumenten stuurden getrouw gegevens terug naar de aarde totdat ze in 1977 werden uitgeschakeld.
En wat onthulden ze?
Er zijn minstens vier verschillende soorten aardbevingen: (1) diepe maanbevingen ongeveer 700 km onder de oppervlakte, waarschijnlijk veroorzaakt door getijden; (2) trillingen door de inslag van meteorieten; (3) thermische aardbevingen veroorzaakt door de uitzetting van de ijskoude korst wanneer deze voor het eerst wordt verlicht door de ochtendzon na twee weken van diepgevroren maannacht; en (4) ondiepe maanbevingen op slechts 20 of 30 kilometer onder het oppervlak.
De eerste drie waren over het algemeen mild en ongevaarlijk. Ondiepe maanbevingen waren daarentegen doozies. Tussen 1972 en 1977 zag het seismische Apollo-netwerk er achtentwintig; een paar 'registreerden tot 5,5 op de schaal van Richter', zegt Neal. Een aardbeving met een kracht van magnitude 5 op aarde is energiek genoeg om zware meubels te verplaatsen en gips te kraken.
Bovendien duurden ondiepe maanbevingen opmerkelijk lang. Toen ze eenmaal aan de gang waren, gingen ze allemaal meer dan 10 minuten door. 'De maan rinkelde als een bel', zegt Neal.
Op aarde verdwijnen trillingen als gevolg van aardbevingen meestal binnen een halve minuut. De reden heeft te maken met chemische verwering, legt Neal uit: “Water verzwakt steen en vergroot de structuur van verschillende mineralen. Wanneer energie zich over zo'n samendrukbare structuur voortplant, werkt het als een schuimspons - het dempt de trillingen. ” Zelfs de grootste aardbevingen stoppen met trillen in minder dan 2 minuten.
De maan is echter droog, koel en meestal stijf, als een stuk steen of ijzer. Dus door aardbevingen trilde het als een stemvork. Zelfs als een aardbeving niet heftig is, 'blijft hij maar doorgaan', zegt Neal. En voor een maanhabitat zou die persistentie belangrijker kunnen zijn dan de omvang van een maanbeving.
'Elke leefomgeving moet worden gebouwd van materialen die enigszins flexibel zijn', zodat er geen luchtlekkende scheuren zouden ontstaan. "We moeten ook de vermoeidheidsdrempel van bouwmaterialen kennen", dat wil zeggen, hoeveel herhaaldelijk buigen en schudden ze kunnen weerstaan.
Wat veroorzaakt de ondiepe maanbevingen? En waar komen ze voor? 'We weten het niet zeker', zegt hij. "De Apollo-seismometers bevonden zich allemaal in een relatief klein gebied aan de voorkant van de maan, dus we kunnen [de exacte locaties van deze aardbevingen] niet bepalen." Hij en zijn collega's hebben een aantal goede ideeën, waaronder de randen van grote en relatief jonge kraters die af en toe kunnen inzakken.
"We zijn vooral onwetend over de maanpalen", vervolgt Neal. Dat is belangrijk, want een kandidaat-locatie voor een maanbasis bevindt zich in een permanent zonovergoten gebied aan de rand van de Shackleton-krater aan de zuidpool van de maan.
Neal en zijn collega's werken een voorstel uit om een netwerk van 10 tot 12 seismometers rond de hele maan in te zetten, om gegevens voor minimaal drie tot vijf jaar te verzamelen. Dit soort werk is volgens Neal nodig om de veiligste plekken voor permanente maanbases te vinden.
En dat is nog maar het begin, zegt hij. Andere planeten trillen misschien ook: "De maan is een technologisch testbed voor het opzetten van dergelijke netwerken op Mars en daarbuiten."
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
