The Knowledge Frontier

Anga na falakiChapisho la awaliUigajiDakika 3 za kusoma

KWA NINI MWEZI HULIA KWA MUDA MREFU HIVI

Wimbi la tetemeko linapovuka Mwezi, ishara haiishi pale wimbi linapokuwa limepita. Linafuatwa na mkia mrefu wa mitetemo, koda (coda), ambayo kwenye Mwezi inaweza kudumu hadi saa kadhaa — takriban mara kumi zaidi kuliko baada ya tetemeko la ardhi la ukubwa unaofanana. Kwa wataalamu wa matetemeko (seismologists), mlio huo ni kero: unazamisha mwangwi hafifu kutoka kwa tabaka za kina ambao ungefichua sehemu ya ndani ya Mwezi.

Maelezo ya kawaida yamekuwa mtawanyiko mkubwa (strong scattering) ndani ya ganda lisilokatika lakini lisilo sawa hata kidogo, ambamo mawimbi huongeza na kupunguza kasi kutoka mahali hadi mahali. Lakini uigaji uliojengwa juu ya wazo hilo haukuwahi kulingana na rekodi za vipima-tetemeko vya Apollo, hata kwa tofauti kali zisizo za kiuhalisia.

Nyufa zisizoziba kamwe

Lei Zhang, Jinhai Zhang na wenzao wa Chinese Academy of Sciences na China University of Geosciences walifuata njia nyingine. Ganda la Mwezi limejaa mipasuko: mabilioni ya miaka ya migongano (impacts), kusinyaa kwa Mwezi ulipokuwa ukipoa, nguvu za kivutano (tides) na shughuli za volkano, vyote vimelivunjavunja. Duniani, vimiminika (fluids) huziba polepole nyufa kama hizo. Kwenye Mwezi hakuna maji, kwa hiyo zinabaki wazi — mapengo matupu ndani ya mwamba.

Ufa mtupu ni ukuta kwa wimbi la tetemeko: hakuna kinachopita ndani yake. Wimbi huakisiwa kikamilifu. Kukiwa na ufa mmoja, sehemu ya uso wa wimbi (wavefront) hudunda kurudi nyuma huku sehemu iliyobaki ikiendelea bila kusumbuliwa. Kukiwa na nyufa nyingi, uso wa wimbi huvunjikavunjika na kunaswa, ukidunda kutoka ufa mmoja hadi mwingine, na nishati yake huvuja nje polepole. Kwa mujibu wa waandishi, athari ya mipasuko kama hiyo kwa mawimbi ya tetemeko ya Mwezi haikuwahi kuzingatiwa hapo awali.

Kurudia maanguko ya Apollo

Ili kulijaribu wazo hilo, timu ilijenga kipande cha pande mbili (two-dimensional) cha ganda la Mwezi, chenye urefu wa kilomita 1,000 na kina cha kilomita 80, kilichotawanywa nyufa tupu ndani ya mwamba ambao vinginevyo ni sawia kote. Walilinganisha utabiri wake na rekodi 13 za Apollo za migongano iliyosababishwa na binadamu: hatua za roketi zilizokwisha kutumika na hatua za kupaa za moduli za Mwezi (lunar-module ascent stages) zilizoangushwa kwa makusudi juu ya Mwezi, ambazo wakati na mahali pa kugonga vinajulikana kwa usahihi kabisa. Vituo vilikuwa umbali wa nyuzi 2.2 hadi 28 za tao (degrees of arc).

Badala ya mitikisiko mmoja mmoja, walilinganisha umbo la jumla (envelope) la kila rekodi — kupanda taratibu, kilele kipana, kufifia polepole kunakolifanya lionekane kama kisokotea uzi (spindle).

Kilomita ya kwanza ndiyo chanzo

  • Nyufa zikiwa zimejikusanya katika kilomita ya juu kabisa, maumbo ya jumla yaliyoigwa yanalingana na rekodi mbili wakilishi kwa uhusiano (correlation) wa 0.90 na 0.92. Ganda lisilo na nyufa linatoa 0.56 na 0.47 tu.
  • Matoleo kumi na mawili yanabainisha mahali ambapo nyufa zina umuhimu. Nyufa zinazofika kina cha kilomita 12 zinalingana vizuri sawa na nyufa zilizofungiwa katika kilomita ya juu. Lakini ondoa nyufa kutoka kilomita hiyo ya juu, na uhusiano unashuka hadi 0.4–0.5.
  • Urefu wa nyufa nao una umuhimu: kilomita 0.5 hadi 2 unatoa uhusiano wa karibu 0.85, kilomita 4 takriban 0.64 tu. Huenda nyufa zina urefu wa kilomita 2 au chini ya hapo.
  • Ni msongamano wa juu kiasi tu wa nyufa unaozalisha upya umbo la koda na pia kasi yake ya kufifia: kilomita ya juu imepasukapasuka sana.

Katika modeli ya rejea, nyufa 85, kila moja yenye urefu wa kilomita moja na upana wa mita 250, zimetawanywa katika kilomita ya juu ya kipande hicho.

Chombo kwa kile kinachofuata

Rada kwenye magari ya kuzunguka Mwezini (rovers) imechunguza tabaka hadi kina cha mita mia chache, kwa kawaida chini ya 500. Matokeo ya kitetemeko yanafika ndani zaidi, hadi takriban kilomita moja, na yanaunganisha rada, ramani za uvutano (gravity maps) na vipimo vya sampuli zilizoletwa Duniani.

Modeli inaweza pia kugeuzwa: nyufa zikishajulikana, mlio wake ungeweza kukokotolewa na kutolewa (subtracted) kutoka kwenye rekodi, na kuiruhusu miakisiko hafifu kutoka ndani kabisa ya Mwezi ijitokeze. Vipima-tetemeko vya baadaye — kwenye Chang’e-7, karibu na ncha ya kusini pamoja na Artemis, na upande wa mbali wa Mwezi — vingeweza kuijaribu. Na miradi inayotarajia kugundua mawimbi ya uvutano kwa kuusikiliza Mwezi huenda ikalazimika kuzingatia nyufa hizohizo.

Modeli bado ni kurahisisha mambo: kipande cha pande mbili, mwamba sawia kuzunguka nyufa. Nyufa halisi ni za pande tatu, hukatana, na ziko ndani ya ganda ambalo nalo si sawia. Lakini hata toleo hili sahili linalia kama Mwezi.