Mặt trăng đang 'nuốt chửng' các phân tử từ bầu khí quyển Trái đất

Gió mặt trời, kết hợp với từ trường Trái đất, đã đưa các hạt từ bầu khí quyển của hành tinh chúng ta đến bề mặt mặt trăng trong hàng tỷ năm. Nguồn: CNN.

Đảo ngược những hiểu biết trước đây

Nghiên cứu đã làm sáng tỏ bí ẩn đã tồn tại hơn nửa thế kỷ kể từ khi các sứ mệnh Apollo mang về các mẫu vật từ mặt trăng có dấu vết của các chất như nước, carbon dioxide, helium và nitơ được nhúng trong lớp regolith – lớp bề mặt đầy bụi của Mặt trăng.

Các nghiên cứu ban đầu đưa ra giả thuyết rằng, mặt trời là nguồn gốc của một số chất này. Nhưng vào năm 2005, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo cho rằng chúng cũng có thể có nguồn gốc từ bầu khí quyển của Trái đất non trẻ trước khi nó phát triển từ trường khoảng 3,7 tỷ năm trước. Các tác giả nghi ngờ rằng từ trường, một khi đã tồn tại, sẽ ngăn dòng chảy bằng cách giữ lại các hạt và khiến chúng khó hoặc không thể thoát ra ngoài không gian.

Giờ đây, nghiên cứu mới đã đảo ngược giả định đó bằng cách cho rằng từ trường Trái đất có thể đã hỗ trợ, thay vì ngăn chặn, sự chuyển các hạt khí quyển lên mặt trăng - điều này vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Ông Eric Blackman, đồng tác giả của nghiên cứu mới và là giáo sư tại khoa vật lý và thiên văn học tại Đại học Rochester ở New York, cho biết: “Điều này có nghĩa là Trái đất đã cung cấp các loại khí dễ bay hơi như oxy và nitơ cho đất mặt trăng trong suốt thời gian qua”.

“Từ lâu, người ta đã nghĩ rằng Mặt trăng ban đầu được hình thành từ một vụ va chạm của tiểu hành tinh với Trái đất nguyên sinh, trong thời gian đó có rất nhiều sự pha trộn ban đầu của các chất dễ bay hơi như vậy từ Trái đất đến mặt trăng. Nhưng kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc chia sẻ vẫn không ổn định, thậm chí trong hàng tỷ năm”, ông Blackman nói thêm.

Sự hiện diện của các nguyên tố hữu ích như oxy và hydro trên bề mặt mặt trăng có thể là mối quan tâm cho việc khám phá mặt trăng.

Theo ông Blackman, các sứ mệnh trên mặt trăng và cuối cùng là các thuộc địa trên mặt trăng có khả năng xuất hiện vào một ngày nào đó, có thể sẽ phải có các nguồn tài nguyên tự cung tự cấp mà không cần phải vận chuyển từ Trái đất. Ví dụ, người ta đã nghiên cứu cách có thể xử lý nước từ regolith trên mặt trăng và chiết xuất hydro và oxy để tạo ra nhiên liệu. Ngoài ra còn có những nghiên cứu về nhiên liệu dựa trên amoniac sẽ tận dụng nitơ mang theo trên mặt trăng và trong gió mặt trời. Vì vậy, vật liệu được gió mặt trời mang theo sẽ đi vào đất và trở thành một phần tài nguyên địa phương mà những đổi mới như vậy có thể khai thác.

Hình ảnh Trái Đất qua đường chân trời Mặt Trăng, được chụp bởi Apollo 11. Nguồn: NASA.

Một góc nhìn mới

Ông Kentaro Terada, giáo sư về vũ trụ hóa học đồng vị và địa hóa học tại Đại học Osaka Nhật Bản, cho biết, ông rất vui mừng vì những quan sát của ông đã được chứng thực về mặt lý thuyết. Ông Terada là người dẫn đầu một nghiên cứu năm 2017 cho thấy gió mặt trời và từ trường của Trái đất đã vận chuyển oxy lên mặt trăng như thế nào, nhưng ông không tham gia vào nghiên cứu mới.

“Từ lâu người ta đã thừa nhận rằng Trái đất và mặt trăng đã cùng tiến hóa về mặt vật lý kể từ khi hình thành. Việc phát hiện ra các thiên thạch trên mặt trăng và quan sát các dòng hạt từ Trái đất do gió mặt trời mang theo cho thấy một góc nhìn mới: hai vật thể cũng đã ảnh hưởng lẫn nhau về mặt hóa học – một loại trao đổi vật chất”, giáo sư Terada giải thích và cho rằng nghiên cứu mới rất hữu ích trong cuộc thảo luận toàn diện về lịch sử Trái đất.

Ông Simeon Barber, nhà nghiên cứu cấp cao tại Đại học Mở ở Anh, người không tham gia vào nghiên cứu, cũng cho rằng, mặt trăng nắm giữ manh mối về lịch sử và sự tiến hóa của Trái đất và nghiên cứu mới này củng cố quan điểm đó. Theo ông Barber, ghiên cứu này cũng kịp thời do sứ mệnh Chang'e-5 của Trung Quốc gần đây đã thu thập các mẫu đất mới của mặt trăng non cũng như các mẫu đầu tiên từ phía xa mặt trăng của Chang'e-6 vào năm 2024, mang lại cơ hội để kiểm tra các phát hiện sâu hơn.

Ngoài ra, ông Barber cho biết, công trình sẽ cung cấp thông tin giải thích kết quả từ các tàu đổ bộ robot sắp tới có khả năng đo trực tiếp các nguyên tố dễ bay hơi trong lớp vỏ mặt trăng.

Hà Anh