Episentrum salah satu gempa bulan terkuat yang tercatat oleh Eksperimen Seismik Pasif Apollo terletak di wilayah kutub selatan bulan. Namun lokasi pasti pusat gempa belum dapat ditentukan secara akurat. Awan kemungkinan lokasi (titik magenta dan poligon biru muda) dari gempa bulan dangkal yang kuat menggunakan algoritma relokasi yang secara khusus diadaptasi untuk jaringan seismik yang sangat jarang didistribusikan di dekat kutub. Kotak biru menunjukkan lokasi wilayah pendaratan Artemis III yang diusulkan. Sesar sesar dorong lobate ditunjukkan dengan garis merah kecil. Awan lokasi episentrum meliputi sejumlah lobate scarps dan banyak wilayah pendaratan Artemis III. Kredit: NASA/LROC/ASU/Smithsonian Institution
Makalah baru mengidentifikasi lokasi pendaratan potensial untuk misi Artemis yang sangat rentan terhadap gempa dan tanah longsor.
Bulan di bumi menyusut lingkarnya lebih dari 150 kaki karena intinya secara bertahap mendingin selama beberapa ratus juta tahun terakhir. Sama seperti buah anggur yang mengerut ketika menyusut menjadi kismis, bulan juga mengalami kerutan ketika menyusut. Namun tidak seperti kulit buah anggur yang fleksibel, permukaan bulan rapuh, menyebabkan terbentuknya patahan di mana bagian-bagian kerak bumi saling mendorong satu sama lain.
Gempa Bulan dan Eksplorasi Manusia
Sebuah tim ilmuwan menemukan bukti bahwa penyusutan bulan yang terus-menerus ini menyebabkan permukaan melengkung di wilayah kutub selatannya—termasuk wilayah yang NASA diusulkan untuk pendaratan Artemis III berawak. Karena pembentukan patahan yang disebabkan oleh penyusutan bulan sering kali disertai dengan aktivitas seismik seperti gempa bulan, lokasi di dekat atau di dalam zona patahan tersebut dapat menimbulkan bahaya bagi upaya eksplorasi manusia di masa depan.
Dalam makalah baru yang diterbitkan di Jurnal Sains Planettim menghubungkan sekelompok patahan yang terletak di wilayah kutub selatan bulan dengan salah satu gempa bulan terkuat yang tercatat oleh seismometer Apollo lebih dari 50 tahun lalu. Dengan menggunakan model untuk mensimulasikan stabilitas lereng permukaan di wilayah tersebut, tim menemukan bahwa beberapa wilayah sangat rentan terhadap tanah longsor akibat guncangan seismik.
Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), Narrow Angle Camera (NAC) mosaik dari gugusan lobate scarps Wiechert (panah menunjuk ke kiri) dekat kutub selatan bulan. Lereng sesar dorong memotong kawah terdegradasi berdiameter sekitar 1 kilometer (0,6 mil) (panah menunjuk ke kanan). Kredit: NASA/LRO/LROC/ASU/Smithsonian Institution
Sifat dan Risiko Gempa Bulan
“Pemodelan kami menunjukkan bahwa gempa bulan dangkal yang mampu menghasilkan guncangan tanah yang kuat di wilayah kutub selatan mungkin terjadi akibat peristiwa slip pada patahan yang ada atau pembentukan patahan dorong baru,” kata penulis utama studi tersebut, Thomas R. Watters, ilmuwan senior emeritus di bidang tersebut. Pusat Studi Bumi dan Planet Museum Dirgantara dan Luar Angkasa Nasional. “Distribusi global patahan dorong muda, potensi aktifnya, dan potensi pembentukan patahan dorong baru akibat kontraksi global yang sedang berlangsung harus dipertimbangkan ketika merencanakan lokasi dan stabilitas pos terdepan permanen di bulan.”
Gempa bulan dangkal terjadi di dekat permukaan bulan, hanya sekitar seratus mil jauhnya di dalam kerak bumi. Mirip dengan gempa bumi, gempa bulan dangkal disebabkan oleh patahan di bagian dalam bulan dan cukup kuat untuk merusak bangunan, peralatan, dan struktur buatan manusia lainnya. Namun tidak seperti gempa bumi, yang cenderung hanya berlangsung beberapa detik atau menit, gempa bulan dangkal dapat berlangsung selama berjam-jam atau bahkan sepanjang sore—seperti gempa bulan berkekuatan 5 yang dicatat oleh Apollo Passive Seismic Network pada tahun 1970an, yang dihubungkan oleh tim peneliti ke sebuah sekelompok kesalahan yang terdeteksi oleh Lunar Reconnaissance Orbiter baru-baru ini.
Simulasi gerakan tanah yang dihasilkan oleh gempa bulan dangkal yang terletak di Kutub Selatan bulan. Guncangan tanah kuat hingga sedang diperkirakan terjadi pada jarak setidaknya ~40 km dari sumber gempa. Kredit: Nicholas Schmerr, Universitas Maryland
Menurut Nicholas Schmerr, salah satu penulis makalah dan profesor geologi di Universitas Maryland, hal ini berarti gempa bulan dangkal dapat menghancurkan pemukiman manusia di bulan.
“Anda bisa membayangkan permukaan bulan kering, dipenuhi kerikil dan debu. Selama miliaran tahun, permukaannya telah dihantam oleh asteroid dan komet, dan pecahan sudut yang dihasilkan terus-menerus terlontar akibat benturan tersebut,” jelas Schmerr. “Hasilnya, material permukaan yang dikerjakan ulang dapat berukuran mikron hingga seukuran batu besar, namun semuanya terkonsolidasi dengan sangat longgar. Sedimen yang lepas sangat memungkinkan terjadinya guncangan dan tanah longsor.”
Para peneliti terus memetakan bulan dan aktivitas seismiknya, berharap dapat mengidentifikasi lebih banyak lokasi yang mungkin berbahaya bagi eksplorasi manusia. Misi Artemis NASA, yang akan meluncurkan penerbangan berawak pertama mereka pada akhir tahun 2024, pada akhirnya berharap untuk membangun kehadiran jangka panjang di bulan dan pada akhirnya belajar untuk hidup dan bekerja di dunia lain melalui observatorium, pos terdepan, dan pemukiman berbasis bulan.
Mempersiapkan Misi Artemis
“Saat kita semakin dekat dengan tanggal peluncuran misi berawak Artemis, penting untuk menjaga astronot, peralatan, dan infrastruktur kita seaman mungkin,” kata Schmerr. “Pekerjaan ini membantu kita bersiap menghadapi apa yang menanti kita di bulan—baik itu struktur rekayasa yang dapat lebih tahan terhadap aktivitas seismik bulan atau melindungi manusia dari zona yang sangat berbahaya.”
Makalah tim diterbitkan di Jurnal Sains Planet pada tanggal 25 Januari 2024.
Referensi: “Tektonik dan Kegempaan Wilayah Kutub Selatan Bulan” oleh TR Watters, NC Schmerr, RC Weber, CL Johnson, EJ Speyerer, MS Robinson dan ME Banks, 25 Januari 2024, Jurnal Sains Planet.
DOI: 10.3847/PSJ/ad1332
Penelitian ini didukung oleh misi Lunar Reconnaissance Orbiter NASA dan program SSERVI GEODES NASA (Nomor Penghargaan 80NSSC19M0216). Artikel ini tidak mencerminkan pandangan organisasi ini.
