Theo các nghiên cứu về các mẫu vật quý giá trên Mặt Trăng được tàu vũ trụ Chang'e 6 của Trung Quốc mang về Trái Đất, lượng nước trong lớp phủ bên dưới mặt xa của Mặt Trăng ít hơn so với lớp phủ ở mặt gần.
Hơn nữa, những phát hiện này củng cố cho lý thuyết rằng Mặt Trăng hình thành khi một hành tinh nguyên thủy khổng lồ có kích thước Sao Hỏa đâm vào Trái Đất trẻ khoảng 4,5 tỷ năm trước và đẩy một loạt mảnh vỡ vào quỹ đạo, kết tụ thành quả cầu màu xám bột mà chúng ta thấy ngày nay.
"Chúng tôi tin rằng kết quả mới này phù hợp với giả thuyết về tác động khổng lồ của Mặt Trăng", HU Sen, giáo sư tại Viện Địa chất và Địa vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phát biểu với Space.com.
Chang'e 6 đã đến lưu vực Nam Cực–Aitken (SPA), nằm ở phía xa của mặt trăng, vào tháng 6 năm 2024. Máy khoan và gầu xúc rô bốt của tàu đổ bộ đã thu thập được 4,27 pound (1,935 kg) regolith bazan từ lưu vực SPA trước khi trả lại cho Trái đất. Kho báu vật liệu mặt trăng của Chang'e 6 là mẫu đầu tiên được thu thập từ phía xa của mặt trăng.
Vì vậy, nó có một số câu hỏi cần trả lời.
Trong số đó có câu hỏi liệu hàm lượng nước của nó có tương thích với lý thuyết tác động khổng lồ về sự hình thành của mặt trăng hay không. Mô hình hóa kịch bản va chạm khổng lồ cho thấy lớp phủ ở phía xa của mặt trăng sẽ có ít nước hơn so với phía gần.
Một bằng chứng cho điều này xuất phát từ sự phong phú tương đối của thorium trên bề mặt mặt trăng. Magma được hình thành từ sự tan chảy bên trong lớp phủ và các khu vực của lớp phủ tạo ra sự tan chảy như vậy được gọi là "nguồn lớp phủ". Khi magma được hình thành trong nguồn lớp phủ, thorium, giống như nước, vẫn ở trong sự tan chảy thay vì tạo ra các khoáng chất kết tinh. Do đó, sự phong phú của thorium trên bề mặt có thể đóng vai trò là đại diện cho nước.
Phía gần, được bao phủ bởi các tác động sâu cổ xưa và các dòng chảy núi lửa, có các vùng giàu thorium, như chúng ta mong đợi. Một số khu vực ở phía xa, với sự khan hiếm của núi lửa, có sự phong phú của thorium cao. Tuy nhiên, lưu vực SPA là một ngoại lệ: là một lưu vực va chạm khổng lồ, đáy của nó bị ngập bởi dung nham rắn trào lên qua vết thương trên bề mặt mặt trăng từ lớp phủ bên dưới, giống như máu rỉ ra từ vết cắt.
Là một trong số ít lưu vực va chạm ở phía xa, lưu vực SPA là một trong số ít địa điểm ở phía xa có thori trên bề mặt, nơi tác động hình thành nên lưu vực đã đào đủ sâu vào lớp phủ để đưa chất tan chảy lên bề mặt.
Vì vậy, theo logic, nếu lưu vực SPA có ít thori hơn, thì có lẽ nguồn lớp phủ cũng có ít nước hơn. Phân tích đá bazan (núi lửa) được tàu Chang'e 6 mang về từ lưu vực SPA cho thấy hàm lượng nước trong lớp phủ chỉ từ 1 đến 1,5 μg.g⁻¹ (microgam — phần triệu gam — trên một gam mẫu).
"Kết quả mô hình hóa cho thấy lớp phủ Mặt Trăng sẽ có hàm lượng nước tối đa dưới 10 μg.g⁻¹<" Hu giải thích. "Ước tính của chúng tôi, 1–1,5 μg.g⁻¹, phù hợp với dự đoán của mô hình."
Ước tính này thấp hơn đáng kể so với hàm lượng nước trung bình trong lớp phủ gần, dựa trên nghiên cứu các mẫu của sứ mệnh Apollo cho thấy giá trị lên tới 200 μg.g⁻¹, tùy thuộc vào vị trí trên gần.
"Nếu phần bên trong Mặt Trăng ở phía xa khô hơn phía gần, điều đó có nghĩa là nước trong lớp phủ Mặt Trăng có thể biểu hiện sự phân bố nhị phân", Hu cho biết.
Sự khác biệt này, hay sự phân đôi, giữa lượng nước dồi dào trong lớp phủ ở phía xa so với phía gần của Mặt Trăng chỉ là một điều nữa cần thêm vào danh sách những điểm khác biệt giữa hai bán cầu. Địa hình, hoạt động núi lửa, tuổi bề mặt, loại đá và sự khác biệt về thori đã đề cập ở trên chỉ là một số trong những sự khác biệt mà bất kỳ giả thuyết nào cố gắng mô hình hóa quá trình hình thành và tiến hóa sau đó của mặt trăng đều phải giải thích.
Các bài viết liên quan:
— Mặt xa của Mặt trăng từng là một đại dương magma rộng lớn, tàu đổ bộ lên Mặt trăng của Trung Quốc xác nhận
— Trung Quốc trả lại các mẫu từ mặt xa của Mặt trăng trong lần đầu tiên lịch sử (video)
— Vụ va chạm cổ đại hình thành nên Mặt trăng của Trái đất có khả năng là một cú đấm kép
"Chúng tôi suy ra rằng sự phân bố nước hai mặt như vậy trên Mặt trăng có thể là kết quả của sự kiện va chạm lớn hình thành nên lưu vực SPA", Hu cho biết. Lưu vực SPA rất lớn, trải dài 1.600 dặm (2.500 km) và là một trong những ví dụ lớn nhất cùng loại trong hệ mặt trời — tác động của nó lên phần còn lại của mặt trăng, đặc biệt là vùng tối, sẽ là rất lớn. Hu cho biết: "Một khả năng khác là nước trong lớp phủ Mặt Trăng có thể biểu hiện sự phân bố theo thời gian". "Ví dụ, lớp manti sâu hơn và hình thành sớm hơn của Mặt Trăng có thể có hàm lượng nước tương đối thấp hơn so với lớp manti nông hơn và hình thành muộn hơn."
Có một điều chắc chắn: Mặc dù khô như xương, nhưng mặt tối của Mặt Trăng vẫn tiếp tục là một trong những điều hấp dẫn bất tận.
Phân tích các mẫu vật của tàu Hằng Nga 6 đã được báo cáo vào ngày 9 tháng 4 trên tạp chí Nature.
Hơn nữa, những phát hiện này củng cố cho lý thuyết rằng Mặt Trăng hình thành khi một hành tinh nguyên thủy khổng lồ có kích thước Sao Hỏa đâm vào Trái Đất trẻ khoảng 4,5 tỷ năm trước và đẩy một loạt mảnh vỡ vào quỹ đạo, kết tụ thành quả cầu màu xám bột mà chúng ta thấy ngày nay.
"Chúng tôi tin rằng kết quả mới này phù hợp với giả thuyết về tác động khổng lồ của Mặt Trăng", HU Sen, giáo sư tại Viện Địa chất và Địa vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phát biểu với Space.com.
Chang'e 6 đã đến lưu vực Nam Cực–Aitken (SPA), nằm ở phía xa của mặt trăng, vào tháng 6 năm 2024. Máy khoan và gầu xúc rô bốt của tàu đổ bộ đã thu thập được 4,27 pound (1,935 kg) regolith bazan từ lưu vực SPA trước khi trả lại cho Trái đất. Kho báu vật liệu mặt trăng của Chang'e 6 là mẫu đầu tiên được thu thập từ phía xa của mặt trăng.
Vì vậy, nó có một số câu hỏi cần trả lời.
Trong số đó có câu hỏi liệu hàm lượng nước của nó có tương thích với lý thuyết tác động khổng lồ về sự hình thành của mặt trăng hay không. Mô hình hóa kịch bản va chạm khổng lồ cho thấy lớp phủ ở phía xa của mặt trăng sẽ có ít nước hơn so với phía gần.
Một bằng chứng cho điều này xuất phát từ sự phong phú tương đối của thorium trên bề mặt mặt trăng. Magma được hình thành từ sự tan chảy bên trong lớp phủ và các khu vực của lớp phủ tạo ra sự tan chảy như vậy được gọi là "nguồn lớp phủ". Khi magma được hình thành trong nguồn lớp phủ, thorium, giống như nước, vẫn ở trong sự tan chảy thay vì tạo ra các khoáng chất kết tinh. Do đó, sự phong phú của thorium trên bề mặt có thể đóng vai trò là đại diện cho nước.
Phía gần, được bao phủ bởi các tác động sâu cổ xưa và các dòng chảy núi lửa, có các vùng giàu thorium, như chúng ta mong đợi. Một số khu vực ở phía xa, với sự khan hiếm của núi lửa, có sự phong phú của thorium cao. Tuy nhiên, lưu vực SPA là một ngoại lệ: là một lưu vực va chạm khổng lồ, đáy của nó bị ngập bởi dung nham rắn trào lên qua vết thương trên bề mặt mặt trăng từ lớp phủ bên dưới, giống như máu rỉ ra từ vết cắt.
Là một trong số ít lưu vực va chạm ở phía xa, lưu vực SPA là một trong số ít địa điểm ở phía xa có thori trên bề mặt, nơi tác động hình thành nên lưu vực đã đào đủ sâu vào lớp phủ để đưa chất tan chảy lên bề mặt.
Vì vậy, theo logic, nếu lưu vực SPA có ít thori hơn, thì có lẽ nguồn lớp phủ cũng có ít nước hơn. Phân tích đá bazan (núi lửa) được tàu Chang'e 6 mang về từ lưu vực SPA cho thấy hàm lượng nước trong lớp phủ chỉ từ 1 đến 1,5 μg.g⁻¹ (microgam — phần triệu gam — trên một gam mẫu).
"Kết quả mô hình hóa cho thấy lớp phủ Mặt Trăng sẽ có hàm lượng nước tối đa dưới 10 μg.g⁻¹<" Hu giải thích. "Ước tính của chúng tôi, 1–1,5 μg.g⁻¹, phù hợp với dự đoán của mô hình."
Ước tính này thấp hơn đáng kể so với hàm lượng nước trung bình trong lớp phủ gần, dựa trên nghiên cứu các mẫu của sứ mệnh Apollo cho thấy giá trị lên tới 200 μg.g⁻¹, tùy thuộc vào vị trí trên gần.
"Nếu phần bên trong Mặt Trăng ở phía xa khô hơn phía gần, điều đó có nghĩa là nước trong lớp phủ Mặt Trăng có thể biểu hiện sự phân bố nhị phân", Hu cho biết.
Sự khác biệt này, hay sự phân đôi, giữa lượng nước dồi dào trong lớp phủ ở phía xa so với phía gần của Mặt Trăng chỉ là một điều nữa cần thêm vào danh sách những điểm khác biệt giữa hai bán cầu. Địa hình, hoạt động núi lửa, tuổi bề mặt, loại đá và sự khác biệt về thori đã đề cập ở trên chỉ là một số trong những sự khác biệt mà bất kỳ giả thuyết nào cố gắng mô hình hóa quá trình hình thành và tiến hóa sau đó của mặt trăng đều phải giải thích.
Các bài viết liên quan:
— Mặt xa của Mặt trăng từng là một đại dương magma rộng lớn, tàu đổ bộ lên Mặt trăng của Trung Quốc xác nhận
— Trung Quốc trả lại các mẫu từ mặt xa của Mặt trăng trong lần đầu tiên lịch sử (video)
— Vụ va chạm cổ đại hình thành nên Mặt trăng của Trái đất có khả năng là một cú đấm kép
"Chúng tôi suy ra rằng sự phân bố nước hai mặt như vậy trên Mặt trăng có thể là kết quả của sự kiện va chạm lớn hình thành nên lưu vực SPA", Hu cho biết. Lưu vực SPA rất lớn, trải dài 1.600 dặm (2.500 km) và là một trong những ví dụ lớn nhất cùng loại trong hệ mặt trời — tác động của nó lên phần còn lại của mặt trăng, đặc biệt là vùng tối, sẽ là rất lớn. Hu cho biết: "Một khả năng khác là nước trong lớp phủ Mặt Trăng có thể biểu hiện sự phân bố theo thời gian". "Ví dụ, lớp manti sâu hơn và hình thành sớm hơn của Mặt Trăng có thể có hàm lượng nước tương đối thấp hơn so với lớp manti nông hơn và hình thành muộn hơn."
Có một điều chắc chắn: Mặc dù khô như xương, nhưng mặt tối của Mặt Trăng vẫn tiếp tục là một trong những điều hấp dẫn bất tận.
Phân tích các mẫu vật của tàu Hằng Nga 6 đã được báo cáo vào ngày 9 tháng 4 trên tạp chí Nature.
