Mặt trăng bị rỉ sét: 'Thủ phạm' là Trái đất?

Bản đồ hematit trên Mặt trăng (các đốm màu sáng). Ảnh: Đại học Hawaii.

Hiện tượng lạ

Rỉ sắt, còn được gọi là oxit sắt. Đây là một hợp chất màu đỏ được tạo nên khi sắt tiếp xúc với nước và oxy. Rỉ sét là kết quả của một phản ứng hóa học phổ biến đối với những vật như móng tay, cổng, đá đỏ của Grand Canyon và, thậm chí là cả sao Hỏa.

Một tuyên bố từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) ở Pasadena, California (Mỹ) cho biết, sao Hỏa trở nên rỉ sét khi sắt trên bề mặt kết hợp với oxy và nước.

Tuy nhiên, không phải tất cả các môi trường thiên thể đều bị rỉ sét. Đặc biệt, Mặt trăng là nơi khô ráo và không có bầu khí quyển của Trái đất. Đây là hiện tượng kỳ lạ bởi Mặt Trăng không có không khí, rỉ sét cũng rất khó hình thành trên không gian giàu hydro như Mặt trăng

“Thật khó hiểu. Mặt trăng là một môi trường không phù hợp để gây ra tình trạng rỉ sét”, Shuai Li - tác giả chính của nghiên cứu tại Trường Đại học Hawaii thuộc Viện Địa vật lý và Hành tinh Hawaii của Manoa, cho biết.

Nhà khoa học Li đang nghiên cứu dữ liệu từ công cụ của NASA - JPL Moon Mineralogy Mapper trên tàu quỹ đạo Chandrayaan-1 của Tổ chức Nghiên cứu Không gian Ấn Độ, khi thiết bị này khảo sát Mặt trăng vào năm 2008. Kết quả cho thấy, các cực của Mặt trăng có thành phần rất khác so với phần còn lại của nó.

Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, Moon Mineralogy Mapper đã phát hiện ra quang phổ, hay còn gọi là bước sóng ánh sáng, phản xạ từ các bề mặt khác nhau của Mặt trăng. Moon Mineralogy Mapper cũng đã phân tích cấu tạo bề mặt của Mặt trăng.

Ngoài ra, nhà nghiên cứu Li phát hiện ra rằng, bề mặt cực của Mặt trăng có những loại đá giàu sắt với các chữ ký quang phổ phù hợp với hematit. Khoáng chất hematit, thường được tìm thấy trên bề mặt Trái đất, là một loại oxit sắt cụ thể, hay còn gọi là gỉ sắt, với công thức Fe2O3.

“Lúc đầu, tôi hoàn toàn không tin vào điều đó. Dựa trên các điều kiện hiện có của Mặt trăng, hematit không thể tồn tại”, đồng tác giả nghiên cứu - nhà địa chất hành tinh tại JPL Abigail Fraeman, cho biết.

Chuyện gì xảy ra với Trái đất?

Để sắt chuyển sang màu đỏ gỉ, nó cần được oxy hóa - một phân tử như oxy loại bỏ các điện tử từ một vật liệu như sắt. Tuy nhiên, gió Mặt trời - một dòng hạt tích điện liên tục đập vào mặt trăng với hydro, có tác dụng ngược lại. Hydro là một chất khử, hoặc một phân tử nhường electron cho các phân tử khác. Nếu không có sự bảo vệ khỏi gió Mặt trời này, chẳng hạn như từ trường che chắn hành tinh của chúng ta khỏi nó, gỉ sét sẽ không thể hình thành trên Mặt trăng.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhận định, chìa khóa của hiện tượng rỉ sét có thể là hành tinh của chúng ta. Theo tuyên bố từ nghiên cứu mới, Mặt trăng không có bầu khí quyển để cung cấp đủ lượng oxy. Tuy nhiên, Mặt trăng có một lượng nhỏ oxy do bầu khí quyển của Trái đất cung cấp. Lượng oxy này được truyền tới Mặt trăng dọc theo phần kéo dài của từ trường hành tinh, được gọi là “từ quyển”.

Cũng theo nghiên cứu, từ quyển của Trái đất có thể tiếp cận gần mặt trăng. Hơn nữa, vào mỗi lần trăng tròn, từ quyển sẽ chặn 99% gió Mặt trời thổi vào Mặt trăng. Từ đó, tạo ra một bức màn tạm thời trên bề mặt Mặt trăng, hình thành một khoảng thời gian cho quá trình rỉ sét.
Trái đất được bao bọc bởi từ trường. Gió Mặt trời khiến nó bị biến dạng, xuất hiện một cái đuôi dài gọi là đuôi từ trường. Theo chu kỳ quay quanh Trái đất, Mặt trăng sẽ đi qua chiếc đuôi này trong 6 ngày. Suốt thời gian ấy, đuôi từ trường sẽ bao phủ Mặt trăng bằng các electron.

Dừng lại ở “giả thuyết”

Ngoài ra, một yếu tố quan trọng khác để hình thành hiện tượng rỉ sét là nước. Mặt trăng hầu như không có nước. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, các hạt bụi phân tử di chuyển nhanh trên Mặt trăng có thể trôi khỏi và trở thành bão bụi. Những hạt bụi này có thể giải phóng các phân tử nước trong lớp bề mặt của Mặt trăng, cho phép nước trộn với sắt. Các hạt bụi này thậm chí có thể mang theo những phân tử nước và tác động của chúng tạo ra nhiệt, làm tăng tốc độ oxy hóa.

“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”, nhà nghiên cứu Li phát biểu trong một tuyên bố của Đại học Hawaii.

Với trạng thái bị “khóa” với hành tinh mẹ, Mặt Trăng luôn hướng đến chúng ta với cùng một mặt cho dù nó xoay hướng nào, nên các cơn gió mang oxy liên tục táp vào cùng một điểm. Khu vực giàu hematit trên mặt trăng thuộc vĩ độ cao, có mối tương quan chặt chẽ với hàm lượng nước cao và là vùng cận biên - nơi luôn hướng về Trái đất. Tất cả những điều này được cho là củng cố thêm giả thuyết rằng, Trái đất khiến Mặt trăng rỉ sét.

Trái đất là nguyên nhân khiến Mặt trăng rỉ sét vẫn chỉ là những giả thuyết. Các nhà nghiên cứu cho biết, điều đáng ngạc nhiên hơn nữa là, một lượng nhỏ hematit đã được tìm thấy ở nửa không nhìn thấy được của Mặt trăng. Đây là nơi quá xa khiến oxy của Trái đất không thể di chuyển trên từ quyển. Ngoài ra, quá trình tương tác giữa nước trên Mặt trăng với đất đá cũng là điều chưa được làm sáng tỏ.