Bí ẩn Mặt trăng bị “gỉ sét” dù không có nước lỏng và ôxy

Mặt trăng không có không khí và nước lỏng nhưng lại xuất hiện haematite – một dạng sắt bị ôxy hóa đã khiến các nhà khoa học bối rối.

Hình ảnh Mặt trăng bị “gỉ sét”.

Mặt trăng liên tục bị bắn phá bởi một dòng hydro từ gió Mặt trời, một chất khử “tặng” các electron của nó cho các vật liệu mà nó tương tác. Quá trình ôxy hóa xảy ra do mất electron vì vậy ngay cả khi tất cả các nguyên tố phù hợp đều có mặt để quá trình ôxy hóa xảy ra, gió Mặt trời sẽ hủy bỏ nó.

“Thật khó hiểu. Mặt trăng là một môi trường khủng khiếp để haematite có thể hình thành”, nhà khoa học hành tinh Shuai Li của Đại học Hawaii tại Manoa cho biết.

Chất haematite được đề cập được phát hiện trong dữ liệu do tàu vũ trụ thăm dò Chandrayaan-1 của Tổ chức Nghiên cứu vũ trụ Ấn Độ (ISRO) thu thập. Máy lập bản đồ khoáng vật Mặt trăng (M3) do Phòng thí nghiệm Sức đẩy phản lực của NASA thiết kế sử dụng hình ảnh siêu phổ để thực hiện phân tích quang phổ dạng hạt, đưa ra phân tích chi tiết về thành phần khoáng chất trên bề mặt Mặt trăng.

Bằng cách này, Li và các đồng nghiệp đã xác định được các mỏ băng ở vĩ độ cao xung quanh các cực Mặt Trăng vào năm 2018. Nhưng khi đang kiểm tra dữ liệu, Li đã nhận thấy điều kỳ lạ.

“Khi tôi kiểm tra dữ liệu của M3 tại các vùng cực, tôi nhận thấy một số đặc điểm và mẫu quang phổ khác với những gì chúng ta thấy ở vĩ độ thấp hơn hoặc các mẫu thu được với sứ mệnh Apollo. Sau nhiều tháng điều tra, tôi phát hiện ra mình đã nhìn thấy dấu hiệu của haematite”, Shuai Li cho biết.

Điều này đặt ra một câu hỏi lớn: “Làm thế nào mà nó đến được đó?”. Một gợi ý lớn có thể nằm ở cách haematite được phân phối. Nó tương ứng với các dấu vết của nước đã được xác định trước đây và có liên quan đến các tác động. Các nhà khoa học tin rằng nước đá có thể bị trộn lẫn với đá của Mặt trăng, được khai quật lên và tan chảy trong các sự kiện va chạm.

Haematite cũng chủ yếu được tìm thấy ở mặt của Mặt trăng luôn hướng về Trái đất. Điều đó, theo các nhà nghiên cứu thực sự rất thú vị.

“Nhiều hematite hơn trên Mặt trăng cho thấy nó có thể liên quan đến Trái đất. Điều này khiến tôi nhớ đến một phát hiện của sứ mệnh Kaguya Nhật Bản cho rằng ôxy từ tầng khí quyển trên của Trái đất có thể được gió Mặt trời thổi đến bề mặt Mặt trăng. Vì vậy, ôxy trong khí quyển của Trái đất có thể là chất ôxy hóa chính để tạo ra haematite”, Shuai Li phỏng đoán.

Trong thời gian diễn ra trăng tròn, vệ tinh tự nhiên của chúng ta nằm trong nam châm của Trái đất, vùng theo sau của từ quyển cách xa Mặt trời. Vào những thời điểm này, hơn 99% gió Mặt trời bị chặn không đến được Mặt trăng, điều đó có nghĩa là chất khử hydro không hoạt động hết trong quá trình ôxy hóa.

Kết hợp ba thành phần: Lượng nhỏ phân tử nước, lượng nhỏ ôxy và khoảng thời gian ngắn mỗi tháng trong đó gỉ sét có thể hình thành tự do và trong vài tỷ năm, có thể nhận được haematite trên Mặt trăng. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là bí ẩn đã được giải đáp hoàn toàn.

“Điều thú vị là haematite không hoàn toàn vắng mặt ở phía xa của Mặt trăng, nơi có thể chưa bao giờ ôxy của Trái đất tới được. Một lượng nhỏ nước quan sát được ở các vĩ độ cao của Mặt Trăng có thể đã tham gia đáng kể vào quá trình hình thành haematite ở phía xa Mặt Trăng, có ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích lượng haematite quan sát được trên một số tiểu hành tinh loại S nghèo nước”, Li nói.

Đặc biệt, có thể trầm tích haematite qua nhiều độ tuổi vẫn có thể giữ lại các đồng vị ôxy từ các thời đại khác nhau trong lịch sử Trái đất có niên đại hàng tỷ năm. Điều này thực sự hữu ích để tìm hiểu sự tiến hóa khí quyển hành tinh chúng ta.

Li nói thêm: “Khám phá này sẽ định hình lại kiến thức của chúng ta về các vùng cực của Mặt trăng. Trái đất có thể đã đóng một vai trò quan trọng đối với sự tiến hóa của bề mặt Mặt trăng”.