Crédito:Pixabay da Pexels Durante as missões Apollo da década de 1970, vários sismógrafos foram levados à Lua, onde coletaram dados sobre tremores sísmicos lunares durante oito anos. Os dados mostraram que alguns terremotos lunares foram tão poderosos quanto uma magnitude 5.
Ao contrário da Terra, a Lua não é tectonicamente ativa. Os terremotos lunares têm origens diferentes:alguns são causados por diferenças térmicas entre o dia e a noite à medida que a temperatura da superfície varia, outros que ocorrem mais profundamente podem ser causados pela atração gravitacional da Terra e outros ainda são causados pelo resfriamento e contração lentos da Lua ao longo do tempo. . Compreender como, quando e onde estes terramotos ocorrem é fundamental para o planeamento de missões à Lua, especialmente se estruturas permanentes como uma base lunar forem construídas na sua superfície.
Um novo estudo demonstra que uma nova tecnologia sismológica emergente chamada detecção acústica distribuída (DAS) seria capaz de medir terremotos lunares com uma precisão sem precedentes. Como as próximas missões Artemis da NASA planeiam regressar à Lua para, entre outros objectivos de investigação, implantar novos sensores sísmicos, o estudo defende a utilização de DAS em vez de sismógrafos convencionais.
Um artigo intitulado "Avaliando a viabilidade do sensoriamento acústico distribuído (DAS) para detecção de terremotos lunares", descrevendo a pesquisa, foi publicado na revista Earth and Planetary Science Letters .
Na última década, o professor de geofísica Zhongwen Zhan (Ph.D.) vem desenvolvendo o DAS, que envolve o envio de lasers através de um cabo de fibra óptica e a medição de como a luz do laser muda ao longo do cabo à medida que ele sofre tremores ou tremores. Desta forma, o cabo funciona como uma sequência de centenas de sismógrafos individuais, permitindo aos investigadores medir os sismos com muita precisão. Um estudo recente mostrou que um trecho de cabo de 100 quilômetros poderia funcionar como o equivalente a 10 mil sismógrafos.
Com apenas alguns sismógrafos individuais distantes uns dos outros na Lua, os sinais sísmicos dos terremotos lunares são bastante confusos, ou “ruidosos”, como ouvir um rádio cheio de estática. Isto se deve a um fenômeno chamado espalhamento, onde as ondas sísmicas se tornam menos claras quando viajam através da camada pulverulenta superior da superfície da lua. Ter vários sensores – na verdade, ter milhares, como um cabo de fibra óptica poderia fornecer – ajudaria a esclarecer um sinal ruidoso.
No novo estudo, liderado por Qiushi Zhai, pesquisador associado de pós-doutorado em geofísica, os pesquisadores implantaram um cabo de fibra óptica equipado com tecnologia DAS na Antártida. O ambiente gelado e seco do Pólo Sul, longe das atividades humanas, é o análogo mais próximo da Lua na Terra. Os sensores DAS eram sensíveis o suficiente para medir o pequeno tremor causado pela quebra e movimento do gelo, sugerindo que seriam capazes de medir terremotos lunares.
“Outra vantagem de usar DAS na Lua é que um cabo de fibra óptica é fisicamente bastante resistente ao severo ambiente lunar:alta radiação, temperaturas extremas e poeira pesada”, diz Zhai.
Os próximos passos são demonstrar que o DAS pode operar com os recursos energéticos limitados disponíveis na Lua e realizar mais modelagens e análises para compreender como os terremotos pequenos e distantes podem ser e ainda assim detectáveis.
Detecção acústica distribuída:como funciona?
Para usar um cabo de fibra óptica como um conjunto denso de sensores sísmicos, emissores de laser são posicionados em uma extremidade do cabo e disparam feixes de luz através dos longos e finos fios de vidro que constituem o núcleo do cabo. O vidro tem pequenas imperfeições que refletem uma minúscula porção da luz para a fonte, onde é gravada.
Desta forma, cada imperfeição atua como um ponto de referência rastreável ao longo do cabo de fibra óptica, que normalmente fica enterrado logo abaixo do nível do solo. As ondas sísmicas que se movem através do solo fazem com que o cabo se mexa ligeiramente, o que altera o tempo de viagem da luz de e para esses pontos de referência.
Assim, as imperfeições ao longo do comprimento do cabo atuam como milhares de sismógrafos individuais que permitem aos sismólogos observar o movimento das ondas sísmicas. A utilização de cabos de fibra óptica de telecomunicações em todo o estado da Califórnia, por exemplo, poderia ser equivalente a cobri-lo com milhões de sismógrafos, permitindo aos investigadores criar observações detalhadas da dinâmica da crosta em qualquer lugar onde existam cabos de fibra óptica nas proximidades.
