月球金牛-利特罗谷地的古地震活动：基于巨石崩塌与滑坡的动力学解析

本研究通过分析阿波罗17号任务采集的月球样本，揭示了金牛-利特罗谷地因月震触发的滑坡与巨石崩塌事件。研究人员结合宇宙射线暴露年龄与动力学模型，首次量化了Lee-Lincoln逆冲断层的震级范围（Mw 2.9-3.3），证实月球浅源月震对地表改造的持续影响，为未来月球基地选址提供重要灾害评估依据。

　　

月球表面那些纵横交错的沟壑和散落的巨石背后，隐藏着不为人知的"月震密码"。尽管阿波罗计划带回的月震仪数据显示月球存在地震活动，但对其地表改造效应的量化研究始终是行星科学领域的难题。金牛-利特罗谷地这个阿波罗17号的登陆点，因其特殊的Lee-Lincoln逆冲断层和大量崩塌巨石，成为解码月震活动的天然实验室。

研究人员通过分析宇航员采集的4块典型巨石和1处滑坡沉积物，结合高分辨率月球轨道影像，首次建立起月震强度与地表响应之间的定量关系。这些样本的宇宙射线暴露年龄（Cosmic Ray Exposure ages）如同地质时钟，将崩塌事件锁定在17-110百万年前的不同时期。研究团队创新性地将地球地震工程学的安全系数（F_S）模型引入月球环境，计算出触发这些事件所需的最小地面加速度为0.223-1.814 m/s^-2（相当于月球重力的14%-112%）。

关键技术包括：1）基于月球勘测轨道飞行器（LRO）影像的滑坡与巨石轨迹三维重建；2）采用Serpentine波传播程序（WPP）模拟不同震级月震的波动场；3）运用Newmark滑块模型计算临界加速度；4）通过Gutenberg-Richter关系评估地震复发周期。

【关键发现】

1. 滑坡动力学：厚度1米的月壤滑坡需要0.223-0.464 m/s^-2的加速度触发，对应M_w 2.9-3.1的月震。
2. 巨石崩塌机制：15米高的Station 6巨石崩塌需0.516-1.814 m/s^-2加速度，揭示其原始摆放状态（高宽比h/w）直接影响稳定性。
3. 断层演化史：Lee-Lincoln断层的形成至少经历5次震级≥3.0的错动事件，累积位移量反映阶段性生长特征。
4. 灾害评估模型：50米高的未来月球着陆器对地面震动敏感性是阿波罗登月舱的10倍，M_w 2.6级月震即可能构成威胁。

这项发表于《SCIENCE ADVANCES》的研究，首次将月球表面特征与特定震级事件直接关联。Schmitt等学者通过多学科方法证实，全球数千条年轻逆冲断层的活动可能持续产生破坏性浅源月震（深度<100 km）。特别值得注意的是，模型显示月震波在25公里外即出现强烈去极化现象，这种不同于地球的波动特性解释了为何阿波罗月震仪记录到的浅源事件如此有限。研究提出的"巨石崩塌震标"（Boulder-fall seismometer）概念，为无地震仪区域的古月震重建提供了新思路。

在讨论部分，作者着重强调了三点科学价值：首先，月球断层通过多次中小震级（M_w~3）事件累积位移的发现，改变了传统认为需要大震级单次错动的认知；其次，建立的地面加速度-震级转换公式（log₁₀a = cM - dlog₁₀r + b）可推广至其他无大气层天体；最后，研究指出Tycho陨石坑次生撞击产生的震动可能叠加在构造月震之上，这种多源激发现象需要后续任务重点验证。正如论文结论所述，这项工作不仅为月球地质演化提供了新的时间标尺，更在行星地质灾害预防领域树立了定量研究范式——当人类准备重返月球建立永久基地时，必须像对待地球地震带那样认真评估这些活跃断层的潜在威胁。