Keď sa pozrieme na Mesiac, jeho povrch vyzerá pokojne a nemenne. V skutočnosti však náš prirodzený satelit prechádza pomalými geologickými zmenami. Jeho vnútro postupne chladne, celý Mesiac sa zmenšuje a v jeho kôre vznikajú zlomy. Vedci teraz pomocou snímok z vesmírnej sondy identifikovali viac ako 10 000 relatívne mladých geologických útvarov. Nové zistenia pritom nie sú dôležité iba pre pochopenie histórie Mesiaca. Môžu ovplyvniť aj plánovanie budúcich pristátí astronautov a výstavbu lunárnych základní.

Tím vedcov pod vedením Thomasa R. Wattersa zo Smithsonian Institution analyzoval zábery mesačného povrchu získané kamerovým systémom LROC na palube sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter. Výsledky výskumu zverejnili v odbornom časopise The Planetary Science Journal. Autori skúmali rozsiahlu sieť geologických zlomov, ktoré vznikli pri postupnom zmenšovaní Mesiaca, a pokúsili sa odhadnúť, o koľko sa jeho rozmery v geologicky nedávnej minulosti zmenili.

Mesiac sa pomaly zmenšuje. Jeho kôra to nedokáže vydržať bez zmien

Mesiac dnes nemá aktívnu doskovú tektoniku podobnú Zemi. To však neznamená, že je úplne geologicky nečinný.

Jeho vnútro postupne stráca teplo, ktoré v ňom zostalo z dávnej minulosti a vzniká aj pri rozpade rádioaktívnych prvkov.

Keď vnútorné vrstvy chladnú, dochádza k ich zmršťovaniu. Výsledkom je postupné zmenšovanie celého telesa.

Pevná mesačná kôra sa však nedokáže prispôsobovať takýmto zmenám bez toho, aby v nej vznikalo napätie.

Keď tlak prekročí pevnosť hornín, kôra sa môže zlomiť a jednotlivé bloky hornín sa voči sebe posunú.

Pri tomto procese vznikajú takzvané násunové zlomy.

Ide o miesta, kde sa jedna časť horninového podložia v dôsledku stláčania posúva ponad druhú.

Na mesačnom povrchu po nich zostávajú charakteristické strmé svahy, terénne stupne a vyvýšené chrbty.

Niektoré z týchto útvarov sú pomerne malé, iné sa tiahnu na veľké vzdialenosti.

Ich existencia vedcom pomáha pochopiť, ako sa Mesiac menil počas posledných stoviek miliónov rokov.

Satelitné snímky odhalili viac ako 10 000 mladých zlomov

Pri novom výskume zohrala rozhodujúcu úlohu sonda Lunar Reconnaissance Orbiter, ktorá skúma Mesiac už od roku 2009.

Jej kamerový systém LROC umožňuje zachytávať podrobné snímky povrchu vrátane drobných geologických štruktúr.

Vedci pomocou týchto záberov identifikovali viac ako 10 000 relatívne mladých zlomových útvarov.

Nachádzajú sa v rôznych častiach Mesiaca.

Niektoré ležia vo vysočinách, ktoré tvoria svetlejšie a spravidla staršie oblasti mesačného povrchu.

Ďalšie sa nachádzajú v takzvaných mesačných moriach.

Napriek svojmu názvu nejde o vodné plochy. Mesačné moria sú rozsiahle tmavé roviny tvorené prevažne dávnymi bazaltovými lávovými prúdmi.

Vedci pritom rozlišovali medzi rôznymi typmi útvarov, ktoré vznikli pri stláčaní mesačnej kôry.

Výsledky ukázali, že ich počet je podstatne vyšší, než sa predpokladalo.

Hlavný autor výskumu Thomas Watters zo Smithsonian Institution priznal, že množstvo mladých zlomov zachytených na snímkach LROC výrazne prekonalo jeho očakávania.

To naznačuje, že proces zmršťovania Mesiaca zanechal na jeho povrchu rozsiahlejšie stopy, než si vedci doteraz uvedomovali.

Za stovky miliónov rokov sa Mesiac zmenšil približne o 45 metrov

Na základe identifikovaných zlomov sa výskumníci pokúsili vypočítať, ako veľmi sa zmenšil celý Mesiac.

Ich odhady naznačujú, že polomer Mesiaca sa počas posledných približne 400 až 800 miliónov rokov zmenšil asi o 45 metrov.

Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide o zanedbateľnú hodnotu.

Mesiac má totiž polomer približne 1 737 kilometrov.

Zmenšenie o niekoľko desiatok metrov preto predstavuje iba nepatrný zlomok jeho celkovej veľkosti.

Z geologického hľadiska je však táto zmena významná.

Aj relatívne malé zmenšenie veľkého kamenného telesa totiž dokáže vytvoriť napätie, ktoré spôsobuje vznik zlomov v jeho kôre.

Ak by zmršťovanie prebiehalo približne rovnomerne, zodpovedalo by to zmenšeniu polomeru o 6 až 11 centimetrov za milión rokov.

Ide však o odhad priemerného tempa za mimoriadne dlhé obdobie.

Vedci tým netvrdia, že sa Mesiac zmenšuje každý rok úplne rovnakou rýchlosťou.

Výskum zároveň ukázal, že na celkovom zmršťovaní sa jednotlivé typy zlomov nepodieľajú rovnako.

Najväčší podiel na odhadovanej zmene polomeru majú násunové zlomy v mesačných vysočinách.

Menšie zlomové chrbty v mesačných moriach prispievajú k celkovému odhadu v menšej miere.

Praskanie mesačnej kôry môže spôsobovať zemetrasenia. Presnejšie, mesiacotrasenia

Keď sa v zemskej kôre nahromadí napätie a horniny sa náhle posunú pozdĺž zlomu, môže vzniknúť zemetrasenie.

Podobný proces sa môže odohrávať aj na Mesiaci.

Odborníci tieto otrasy označujú ako mesiacotrasenia.

Hoci Mesiac nemá aktívne tektonické dosky ako Zem, napätie spôsobené jeho postupným zmršťovaním môže viesť k pohybu hornín pozdĺž existujúcich zlomov.

Niektoré mesačné zlomy tak nemusia byť iba pozostatkami dávnych geologických udalostí. Môžu predstavovať aj potenciálne zdroje súčasnej seizmickej aktivity.

Že sa Mesiac dokáže otriasať, vedci vedia už desaťročia.

Seizmometre, ktoré na jeho povrchu zanechali astronauti programu Apollo, zaznamenávali rôzne druhy otrasov.

Niektoré súviseli s dopadmi meteoroidov, iné s tepelnými zmenami alebo slapovými silami.

Zaznamenané boli aj plytké mesiacotrasenia, ktorých možným zdrojom sú pohyby hornín pozdĺž zlomov.

Nová štúdia podporuje predstavu, že postupné zmršťovanie Mesiaca môže byť jedným z mechanizmov, ktoré k týmto otrasom prispievajú.

To však neznamená, že každý z viac ako 10 000 identifikovaných zlomov je v súčasnosti aktívny alebo že pri každom z nich hrozí silné mesiacotrasenie.

Na presnejšie určenie rizika sú potrebné ďalšie pozorovania.

Prečo môžu byť tieto zlomy nebezpečné pre astronautov?

Nové poznatky prichádzajú v období, keď sa vesmírne agentúry pripravujú na ďalšie pilotované výpravy k Mesiacu.

Program Artemis americkej NASA má umožniť návrat ľudí na mesačný povrch a vytvoriť podmienky na jeho dlhodobejší výskum.

Pri výbere vhodného miesta na pristátie sa zohľadňuje množstvo faktorov.

Dôležitý je terén, dostupnosť slnečného svetla, komunikačné podmienky aj prípadná prítomnosť vodného ľadu.

Vedci však upozorňujú, že do plánovania budúcich misií treba zahrnúť aj geologickú stabilitu povrchu.

Silnejšie mesiacotrasenie by mohlo predstavovať riziko pre pristávacie moduly, vedecké zariadenia a neskôr aj pre trvalejšiu infraštruktúru.

V niektorých oblastiach by otrasy mohli vyvolať aj zosuvy nespevneného mesačného materiálu.

Mesiac pritom predstavuje špecifické prostredie.

Jeho povrch pokrýva vrstva sypkého materiálu nazývaného regolit, ktorý vznikal počas miliárd rokov pôsobením dopadov meteoroidov a ďalších procesov.

Pri otrasoch sa môže tento materiál presúvať, najmä na svahoch a v okolí kráterov.

Pre astronautov by preto mohlo byť nebezpečné nielen samotné chvenie podložia, ale aj následné pohyby povrchového materiálu.

Niektoré plánované oblasti pristátia môžu byť citlivé

Osobitná pozornosť sa venuje južnej polárnej oblasti Mesiaca.

Práve tam sa nachádzajú lokality zaujímavé pre budúce výpravy, okrem iného pre možný výskyt vodného ľadu v trvalo zatienených kráteroch.

Predchádzajúce vedecké analýzy upozornili, že niektoré oblasti zvažované pri plánovaní misií Artemis sa nachádzajú v blízkosti zlomov, ktoré by mohli súvisieť s plytkými mesiacotraseniami.

Takéto zistenia však automaticky neznamenajú, že tieto miesta sú nevhodné na pristátie.

Riziko závisí od konkrétnej polohy, vlastností podložia, možnej intenzity otrasov a ďalších faktorov.

Nová štúdia prináša širší pohľad na rozmiestnenie mladých zlomových útvarov po celom Mesiaci.

Vďaka tomu môžu vedci lepšie identifikovať oblasti, ktoré si zaslúžia podrobnejší geologický a seizmický výskum.

Mesiac nie je taký nehybný, ako sa zdá

Nový výskum pripomína, že ani teleso, ktoré sa na oblohe javí ako nemenné, nemusí byť geologicky úplne pokojné.

Mesiac sa síce zmenšuje mimoriadne pomaly, no napätie, ktoré tento proces vytvára, môže zanechávať výrazné stopy na jeho povrchu.

Viac ako 10 000 identifikovaných mladých zlomových útvarov poskytuje vedcom nové informácie o tom, ako sa náš prirodzený satelit vyvíjal počas posledných stoviek miliónov rokov.

Zároveň pripomínajú, že návrat človeka na Mesiac nebude iba technologickou výzvou.

Budúce lunárne základne bude potrebné budovať s ohľadom na prostredie, ktoré sa môže aj dnes geologicky meniť.

Výsledky štúdie preto nepredstavujú dôvod na zastavenie plánovaných misií, ale ďalší argument pre dôkladné mapovanie mesačného povrchu a lepšie pochopenie jeho seizmickej aktivity.

A práve takéto poznatky môžu v budúcnosti pomôcť rozhodnúť, kde bude pre astronautov najbezpečnejšie pristáť, pracovať a prípadne aj dlhodobo žiť.