Mặt trăng đã bị 'lộn ngược'?

Sự xáo trộn vật chất cho thấy Mặt Trăng sơ khai đã bị biến dạng trong suốt hàng tỷ năm. Ảnh: Earth.

Trong những năm đầu hình thành, Mặt trăng có thể đã trải qua một quá trình thay đổi liên tục, trong đó một lớp vật chất dày đặc sẽ chìm sâu vào lõi vật chất, trộn lẫn với các chất nằm lớp trung gian và cuối cùng là trồi lên bề mặt.

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Arizona, Mỹ đã tìm thấy bằng chứng mới ủng hộ lý thuyết này, giải thích quá trình hình thành sơ khai nhất của Mặt trăng. Được công bố hôm 8/4 trên tạp chí Nature Geoscience, kết quả nghiên cứu cho thấy hành tinh đã “lộn ngược” từ trong ra ngoài suốt vài triệu năm kể từ khi xuất hiện.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét các thay đổi dù nhỏ nhất trong trường hấp dẫn của Mặt trăng để tìm ra bằng chứng đầu tiên về một lớp giàu khoáng chất chìm trong phần lõi.

Năm 2011, một cặp tàu vũ trụ của NASA đã bắt đầu quay quanh Mặt trăng để vẽ ra bản đồ trường hấp dẫn của hành tinh này. Phòng thí nghiệm Phục hồi Trọng Lực kín (Gravity Recovery Interior Laboratory) đã phát hiện ra sự bất thường về lực hấp dẫn trên Mặt trăng. Bằng chứng là một tàu vũ trụ đột nhiên tăng tốc khi bay qua một số khu vực nhất định.

"Những điểm bất thường trong trọng lực này cho thấy những lớp vật chất dày đặc khoáng chất là có thật và nằm sâu khoảng 40 km vào bên trong Mặt trăng", Adrien Broquet, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức ở Berlin và đồng tác giả của nghiên cứu, nói với Gizmodo.

Vì vậy, các nhà khoa học đã liên kết những lớp vật chất này với toàn bộ sự biến đổi của Mặt trăng. “Chúng tôi cho rằng những lớp vật chất là dấu tích của sự thay đổi tích cực của Mặt trăng”, ông khẳng định.

Khi mới hình thành, Mặt trăng được bao phủ trong một đại dương magma. Khi đại dương này nguội đi và đông đặc lại, các lớp ít dày đặc hơn ở phía trên bắt đầu kết tinh, tạo thành lớp trung gian của Mặt trăng và lớp vỏ ngoài. Tuy nhiên, nằm bên dưới bề mặt và gần lõi Mặt trăng hơn, các lớp dày đặc sẽ mất nhiều thời gian để kết tinh.

Hình minh họa dòng khoáng chất giàu ilmenit (làm từ titan và sắt) chảy xuống và và bản đồ trọng lực trên bề mặt Mặt trăng. Ảnh: Adrien Broquet.

Những lớp này giàu khoáng chất, chủ yếu làm từ sắt và titan. Vì dày đặc hơn các lớp phía trên, nên chúng chìm sâu vào bên trong lõi. Sau đó, các lớp dày đặc, giàu khoáng chất này sẽ trộn lẫn với lớp lõi ngoài của Mặt trăng, tan chảy. Cuối cùng, chúng quay trở lại bề mặt Mặt trăng khi dòng dung nham giàu titan chảy như chúng ta vẫn thấy ngày nay.

Giả thuyết về sự đảo ngược Mặt trăng đã có từ thời tàu vũ trụ Apollo đặt chân thám hiểm hành tinh. Các phi hành gia thu thập các mẫu từ Mặt trăng đã phát hiện mật độ titan ở đây rất cao. Dữ liệu được thu thập được cho thấy thiên thể này có cấu trúc được phân lớp với vật chất đặc hơn ở trung tâm và vật chất ít đặc hơn ở gần bề mặt. Để lại máy đo địa chấn trên Mặt trăng, các phi hành gia phát hiện nó đã trải qua các trận động đất trên Mặt trăng.

Bên cạnh đó, những mẫu đá được các phi hành gia thu thập chủ yếu là đá nham thạch bazan, cho thấy hàm lượng titan cao bất ngờ. Chúng chủ yếu nằm ở nửa nhìn thấy được của Mặt trăng, làm dấy lên câu hỏi về nguồn gốc và sự phân bố của chúng.

Tuy nhiên, phát hiện mới đây của Đại học Arizona là nghiên cứu đầu tiên chứng minh giả thuyết bằng cách sử dụng các điểm bất thường trong lực hút của Mặt trăng.

Khi NASA chuẩn bị cho các phi hành gia hạ cánh trên Mặt trăng trong các sứ mệnh Artemis sắp tới, phi hành đoàn mới sẽ thu thập thêm bằng chứng để giúp con người hiểu quá trình ra đời của Mặt trăng, Gizmodo nhận định.