月にも地震があり、揺れが10分以上続くこともある

1969年11月、アポロ12号の宇宙飛行士が、月面での仕事を終えて月を離れました。月の周りで司令船に戻ったあと、使い終わった着陸船の上の部分は、もういりません。管制室は、その部分をわざと月面に落としました。落ちた場所は、宇宙飛行士が月面に置いてきた地震計から、約64km離れた所です。

地震計は、ぶつかったあと1時間近く、揺れの信号を記録し続けました。

アポロ計画の地震計は、1969年から1977年までに、月の揺れを1万2000回記録しました。いん石がぶつかった揺れもあれば、月の中で起きた地震もありました。月の地震は「月震（げっしん）」と呼ばれます。

この記事では、まず、アポロの宇宙飛行士が月に置いた地震計を紹介します。次に、月震には4つの種類があり、それぞれ何が原因で起きるのかを見ます。最後に、月の揺れが地球の地震より長く続く理由を説明します。

01アポロの宇宙飛行士は、月に5台の地震計を置いた

地震計は、アポロ11号、12号、14号、15号、16号の5回の着陸で、月面に置かれました。最初のアポロ11号の地震計は、太陽電池パネル2枚で動きました。でも、動いたのは21日間だけでした。

残りの4台は、もっと長く動きました。アポロ12号の地震計は、1969年11月19日に置かれ、1977年9月30日まで観測を続けました。その日、月面の観測装置の運用が終わり、地震計も止められたのです。

NASAの資料によると、アポロ12号の地震計は、重さ11.5kgです。直径23cm、高さ29cmの、太鼓のような形をしていました。0.3ナノメートルの揺れまで感じとれます。0.3ナノメートルは、1ミリの約330万分の1です。

これほど敏感な地震計は、思わぬものの揺れまで拾いました。月の昼の間、とくに日の出と日の入りのころに、小さな揺れが記録されたのです。原因は、地震計をおおうシートや、つながっているケーブルが、のび縮みしたためだと考えられました。

02わざと月に落としたロケットの部品で、地震計の目もりを合わせた

冒頭で紹介した着陸船の部品を落としたのは、地震計の目もりを合わせるためでした。

使い終わったロケットの部品や着陸船の上の部分は、重さも、ぶつかる速さも、ぶつかる場所も分かっています。そのため、ぶつかったときに出るエネルギーを計算できます。そのエネルギーと、地震計が記録した揺れを比べれば、地震計がどれだけの揺れをどう記録するかが分かるのです。

1970年、地震学者のレイサム（G. Latham）らが、科学誌サイエンスに論文を出しました。アポロ12号の地震計がとらえた、2回の人工の衝突についての論文です。どちらの揺れも、とても長く続いていました。論文によると、月の表面に近い部分は、揺れを吸収する力が、地球の陸地の地面よりはるかに小さかったのです。

同じ論文は、アポロ12号の地震計が、最初の7か月で、自然に起きた揺れを160回とらえたことも報告しています。そのうち少なくとも26回は、小さな月震でした。残りの多くは、いん石がぶつかった揺れと考えられました。

03月震には、深い月震・浅い月震・いん石・温度差の4種類がある

NASAは、月の揺れを4つの種類に分けて説明しています。

1つ目は、深い月震です。地下数百km以上の深い所で起きます。地球の引力が月を引っぱり、引きのばす力（潮の力）が、原因と考えられています。

2つ目は、浅い月震です。深さ20〜30kmほどの所で起きます。数は少なく、アポロの地震計が記録したのは28回だけです。それでも、NASAのこのページによると、強いものはマグニチュード5.5にもなり、10分以上揺れが続くこともあります。

3つ目は、いん石がぶつかって起きる揺れです。4つ目は、温度差による揺れです。月の昼と夜では温度が大きく変わるので、岩がのびたり縮んだりして揺れが起きます。

04深い月震は、月が地球に近づくころと遠ざかるころに起きやすい

1971年、レイサムらは、月震について新しい論文を出しました。アポロ12号と14号の地震計で、100回以上の月震を記録したのです。

調べると、そのほとんどは、月に1回のペースで起きていました。しかも、月が地球にいちばん近づくころと、いちばん遠ざかるころに集中していました。月は、地球の周りをだ円の道すじで回っているので、地球との距離が変わります。その距離の変化で、月にかかる潮の力も変わるのです。

月震は、同じ場所で何度もくり返し起きていました。そうした場所は、少なくとも10か所ありました。中でも1か所が、記録された揺れのエネルギーの80%を出していました。その場所は、アポロ12号と14号の地震計から600km南南西の、月の深い所にありました。

論文は、月の中の岩にたまったひずみ（押されたり引かれたりしてたまった、ゆがみ）が、潮の力を引き金にして、少しずつ解放されていると考えました。ただし、ひずみがなぜたまるのかは、分からないとしています。

05浅い月震の一部は、月が縮んでできた崖の近くで起きていた

2019年、アメリカのスミソニアン協会のワッターズ（Thomas Watters）らが、浅い月震の原因について1つの説明を出しました。

NASAによると、月は、中がゆっくり冷えるにつれて縮んでいます。ここ数億年で、月の直径は約50m小さくなりました。ブドウがしぼんで干しブドウになると、皮にしわができます。それと同じように、月も縮むと表面にしわができます。月の表面はもろいので、縮むときにわれて、片方がもう片方の上に乗り上げます。こうしてできるのが、高さ数十m、長さ数kmほどの崖です。月を回る探査機LROのカメラは、こうした崖を3500以上撮影しています。1972年のアポロ17号の宇宙飛行士は、高さ約80mのこうした崖を、月面車でジグザグに登りました。

ワッターズらは、少ない地震計でも揺れの場所を決められる計算方法を使って、アポロの地震計が記録した28回の浅い月震の場所を調べ直しました。すると、8回は、見えている崖から30km以内で起きていました。しかも、その8回のうち6回は、月が地球からいちばん遠い所の近くにいたときに起きていました。NASAによると、このときは地球の引力による力が加わるので、崖をつくった地面の割れ目がずれやすくなります。

崖の近くで、しかも力が大きいときに、これだけの月震が重なりました。研究チームは、それが偶然である確率も計算しました。1万回のシミュレーションをした結果、偶然でこうなる確率は4%より小さいと分かりました。研究チームは、月の地面は今もずれ動いている、と考えています。

2019年のNASAの発表では、アポロの地震計が記録した28回の浅い月震の強さは、マグニチュード約2から約5でした。NASAの月震の解説ページにある「最大5.5」とは、少し違う数字です。2024年のNASAの発表によると、記録された中で最も強い浅い月震は、月の南極のあたりで起きていました。

06まとめ

月にも地震があります。アポロ計画の地震計は、1969年から1977年まで、月の揺れを1万2000回記録しました。深い月震は、月が地球に近づくころと遠ざかるころに、月の深い所でくり返し起きます。浅い月震の一部は、月が冷えて縮むときにできた崖の近くで起きていました。浅い月震は、10分以上揺れが続くこともあります。

月の揺れが長く続くのは、月の岩が乾いていて、揺れが弱まりにくいためだと考えられています。アポロ12号の着陸船の部品をわざと月に落としたとき、地震計は1時間近く揺れを記録しました。