Bí ẩn về nguồn gốc của Mặt trăng

Phát hiện kim loại trong miệng núi lửa của Mặt trăng gần đây đã làm phức tạp hơn lý thuyết về cách Mặt trăng hình thành.

Giả thuyết Mặt trăng được hình thành bởi một vật thể có kích thước sao Hỏa được đặt tên là Theia, đâm vào Trái đất lâu nay được các nhà thiên văn học chấp nhận rộng rãi, đến mức nó thường được coi là điều hiển nhiên.

Tuy nhiên, một nhà khoa học không tin vào điều này. Trong khi tìm kiếm băng trong các miệng hố Mặt trăng, các nhà khoa học đã tìm thấy một điều đáng ngạc nhiên có thể làm tăng sự không chắc chắn về giả thuyết trên.

Lý thuyết về va chạm duy nhất giải thích phần lớn những gì chúng ta biết về Mặt trăng, nhưng dường như có một điểm bất hợp lý. Trong số này có các phép đo chỉ ra Mặt trăng có 13% oxit sắt (FeO). Trong khi đó lõi của Trái đất chủ yếu là sắt, nhưng lớp vỏ và lớp phủ kết hợp chỉ là 8% FeO. Nếu Mặt trăng bao gồm một lớp hỗn hợp của lớp ngoài Trái đất và hành tinh Theia cổ đại, thì cần phải giải thích thêm về sắt.

Các phi hành gia Apollo đã mang về các mẫu trên Mặt trăng và vùng cao của Mặt trăng nhưng không khám phá các miệng hố sâu hơn. Những miệng hố như vậy, đặc biệt gần với các cực, được cho là nơi tốt nhất trên Mặt trăng để tìm băng (nước), và có thể đặt các thuộc địa trong tương lai cho con người.

Tiến sĩ Essam Heggy từ Đại học Nam California đã tìm cách kiểm tra lý thuyết này bằng cách sử dụng radar của tàu thám hiểm Mặt trăng và trong quá trình này đã nhận thấy điều gì đó kỳ lạ về thành phần của các tầng miệng núi lửa.

Heggy báo cáo cho thấy một miệng hố càng lớn, đến một điểm, hằng số điện môi càng lớn. Trên khoảng 5 km đường kính giá trị ổn định.

“Đó là một mối quan hệ đáng ngạc nhiên mà chúng tôi không có lý do để tin rằng sẽ tồn tại”, Heggy nói.

Để giải thích sự hiện diện của sắt và titanium, các tác giả đề xuất Mặt trăng được làm giàu ở độ sâu và các tác động lớn đưa chúng lên bề mặt. Nếu vậy, nồng độ sắt Mặt trăng thực sự có thể cao hơn đáng kể so với ước tính 13%.

Điều đó sẽ đòi hỏi một số lý thuyết mới về sự hình thành của Mặt trăng, nhưng không rõ liệu nó làm cho bức tranh tổng thể dễ dàng hơn hay khó giải thích hơn. Có một khả năng là hành tinh Theia rất giàu sắt và là nguồn gốc của kim loại phụ. Tuy nhiên, điều này mâu thuẫn với các quan sát cho thấy phần lớn vật chất của Mặt trăng đến từ Trái đất, không phải Theia.

Các lựa chọn thay thế bao gồm khả năng tác động của Theia thậm chí còn lớn hơn mô hình đã đề xuất, giải phóng nhiều vật liệu giàu kim loại hơn từ lõi. Ngoài ra, tác động có thể xảy ra khi Trái đất vẫn bị bao phủ bởi một đại dương magma, thay vì hình thành một lớp vỏ rắn, như đã phỏng đoán.

Ngoài ra, các kết quả đặt ra một vấn đề thậm chí còn lớn hơn đối với lý thuyết thay thế, vật liệu của Mặt trăng bị văng ra trong một loạt các va chạm nhỏ hơn là một vụ va chạm lớn. Đối với băng Mặt trăng, Heggy và các đồng nghiệp nghĩ rằng các miệng hố nhỏ hơn, do đó điện môi thấp hơn ở các vùng cực nên là ưu tiên đối với các nghiên cứu trong tương lai.