Một nghiên cứu mới cho thấy nhiệt độ núi lửa cổ đại có thể đã định hình Mặt Trăng từ trong ra ngoài, khiến một mặt mỏng hơn, ấm hơn và hoạt động địa chất mạnh hơn mặt còn lại.
Mặt gần của Mặt Trăng bị sẹo do các lưu vực va chạm lớn, trong khi mặt xa có ít lưu vực hơn và nhỏ hơn nhiều, cùng lớp vỏ dày hơn đáng kể — sự mất cân bằng này đã khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều thập kỷ. Trong nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu đã đề xuất nhiều lý thuyết khác nhau để giải thích sự bất đối xứng này, từ nhiệt thủy triều do quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất gây ra cho đến va chạm ban đầu khổng lồ đã định hình lại cấu trúc bên trong của nó. Nhưng không có bằng chứng rõ ràng nào chỉ ra một cơ chế có khả năng thúc đẩy sự tiến hóa không đồng đều như vậy, có lẽ cho đến bây giờ.
Một nhóm các nhà khoa học phân tích dữ liệu từ sứ mệnh GRAIL của NASA đã xác định được những dấu hiệu rõ ràng đầu tiên về sự khác biệt nhiệt độ sâu bên trong mặt trăng. Nghiên cứu cho thấy các nguyên tố sinh nhiệt còn sót lại trong lớp vỏ của mặt trăng đã khiến một bên của mặt trăng mỏng hơn — và ấm hơn — so với bên kia, ngay cả sau hàng tỷ năm.
Sự chênh lệch này quá rõ ràng, "nó nổi bật trong dữ liệu và vẫn tồn tại qua nhiều lần kiểm tra và phân tích thay thế", Ryan Park, một nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Phòng thí nghiệm Động cơ Phản lực của NASA, người đứng đầu nghiên cứu, nói với Space.com. "Nhóm của chúng tôi thực sự bối rối".
Bằng chứng cho sự bất đối xứng này xuất phát từ dữ liệu do sứ mệnh GRAIL của NASA thu thập, sứ mệnh này đã sử dụng một cặp tàu vũ trụ để lập bản đồ lực hấp dẫn của mặt trăng với độ chính xác đáng kinh ngạc vào năm 2012. Bằng cách theo dõi những thay đổi nhỏ trong khoảng cách giữa hai tàu quỹ đạo khi chúng bay quanh mặt trăng, Park và các đồng nghiệp của ông đã có thể phát hiện ra những biến thể tinh tế trong lực hấp dẫn của nó — những khác biệt liên quan đến các cấu trúc không bằng phẳng sâu bên dưới bề mặt mặt trăng.
"Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bản đồ hấp dẫn chi tiết và chính xác nhất của mặt trăng cho đến nay", Park cho biết. Bản đồ này cũng đặt nền tảng cho việc phát triển một hệ thống định vị sẽ cải thiện tính an toàn và độ tin cậy của các sứ mệnh mặt trăng trong tương lai, ông nói thêm.
Khi nghiên cứu dữ liệu này, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự khác biệt 2–3% về cách lớp phủ của mặt trăng biến dạng giữa các mặt gần và xa của nó. Theo nghiên cứu mới, các mô phỏng máy tính về cấu trúc của mặt trăng cho thấy sự khác biệt này có thể là do chênh lệch nhiệt độ từ 212-392 độ F (100-200 độ C) giữa bán cầu gần và bán cầu xa, trong đó bán cầu gần ấm hơn.
Nghiên cứu mới cho thấy sự tương phản này có thể là do nồng độ các nguyên tố phóng xạ cao hơn ở bán cầu gần của mặt trăng, vốn là tàn tích của hoạt động núi lửa từ 3 đến 4 tỷ năm trước. Thật vậy, dữ liệu từ sứ mệnh Lunar Prospector của NASA cho thấy mặt gần của Mặt Trăng chứa tới lượng thorium nhiều hơn 10 lần so với mặt xa của Mặt Trăng.
Các bài viết liên quan:
— Mặt trăng của chúng ta có thể đã từng là địa ngục như siêu mặt trăng núi lửa Io của Sao Mộc
— Tia laser Mặt trăng: Trung Quốc thực hiện phép đo khoảng cách bằng tia laser ban ngày đầu tiên từ Trái đất đến Mặt trăng
— Kính viễn vọng không gian James Webb chụp được những hình ảnh tuyệt đẹp về cực quang sáng trên Sao Mộc (video)
Sự phong phú của thorium và các nguyên tố phóng xạ tương tự sẽ tạo ra thêm nhiệt, dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lên tới vài trăm độ trên khắp lớp phủ gần trong lịch sử ban đầu của Mặt trăng. Nhiệt độ này có thể tạo ra những túi đá nóng chảy lớn, giúp hình thành các đặc điểm núi lửa, chẳng hạn như bãi biển trên Mặt Trăng mà chúng ta thấy ngày nay.
"Chúng tôi cho rằng các quá trình hình thành nên biển Mặt Trăng cách đây vài tỷ năm vẫn còn hiện hữu và hoạt động cho đến ngày nay", Park cho biết.
Các sứ mệnh như GRAIL đo lường cách trường hấp dẫn của một hành tinh thay đổi khi tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo cho phép các nhà khoa học có được những manh mối có giá trị về các đặc điểm bên trong của các thiên thể hành tinh từ xa. Các nhà nghiên cứu cho biết vì kỹ thuật này không yêu cầu tàu vũ trụ phải hạ cánh trên bề mặt nên có thể dễ dàng tiết lộ cấu trúc bên trong của các thế giới như Sao Hỏa, vệ tinh Enceladus của Sao Thổ hoặc vệ tinh Ganymede của Sao Mộc.
"Những phép đo này đặc biệt có giá trị đối với các thế giới mà việc khám phá bề mặt là khó khăn hoặc không thể", Park cho biết.
phát hiện đã được công bố vào thứ Ba (ngày 14 tháng 5) trên tạp chí Nature.
Mặt gần của Mặt Trăng bị sẹo do các lưu vực va chạm lớn, trong khi mặt xa có ít lưu vực hơn và nhỏ hơn nhiều, cùng lớp vỏ dày hơn đáng kể — sự mất cân bằng này đã khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều thập kỷ. Trong nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu đã đề xuất nhiều lý thuyết khác nhau để giải thích sự bất đối xứng này, từ nhiệt thủy triều do quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất gây ra cho đến va chạm ban đầu khổng lồ đã định hình lại cấu trúc bên trong của nó. Nhưng không có bằng chứng rõ ràng nào chỉ ra một cơ chế có khả năng thúc đẩy sự tiến hóa không đồng đều như vậy, có lẽ cho đến bây giờ.
Một nhóm các nhà khoa học phân tích dữ liệu từ sứ mệnh GRAIL của NASA đã xác định được những dấu hiệu rõ ràng đầu tiên về sự khác biệt nhiệt độ sâu bên trong mặt trăng. Nghiên cứu cho thấy các nguyên tố sinh nhiệt còn sót lại trong lớp vỏ của mặt trăng đã khiến một bên của mặt trăng mỏng hơn — và ấm hơn — so với bên kia, ngay cả sau hàng tỷ năm.
Sự chênh lệch này quá rõ ràng, "nó nổi bật trong dữ liệu và vẫn tồn tại qua nhiều lần kiểm tra và phân tích thay thế", Ryan Park, một nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Phòng thí nghiệm Động cơ Phản lực của NASA, người đứng đầu nghiên cứu, nói với Space.com. "Nhóm của chúng tôi thực sự bối rối".
Bằng chứng cho sự bất đối xứng này xuất phát từ dữ liệu do sứ mệnh GRAIL của NASA thu thập, sứ mệnh này đã sử dụng một cặp tàu vũ trụ để lập bản đồ lực hấp dẫn của mặt trăng với độ chính xác đáng kinh ngạc vào năm 2012. Bằng cách theo dõi những thay đổi nhỏ trong khoảng cách giữa hai tàu quỹ đạo khi chúng bay quanh mặt trăng, Park và các đồng nghiệp của ông đã có thể phát hiện ra những biến thể tinh tế trong lực hấp dẫn của nó — những khác biệt liên quan đến các cấu trúc không bằng phẳng sâu bên dưới bề mặt mặt trăng.
"Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bản đồ hấp dẫn chi tiết và chính xác nhất của mặt trăng cho đến nay", Park cho biết. Bản đồ này cũng đặt nền tảng cho việc phát triển một hệ thống định vị sẽ cải thiện tính an toàn và độ tin cậy của các sứ mệnh mặt trăng trong tương lai, ông nói thêm.
Khi nghiên cứu dữ liệu này, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự khác biệt 2–3% về cách lớp phủ của mặt trăng biến dạng giữa các mặt gần và xa của nó. Theo nghiên cứu mới, các mô phỏng máy tính về cấu trúc của mặt trăng cho thấy sự khác biệt này có thể là do chênh lệch nhiệt độ từ 212-392 độ F (100-200 độ C) giữa bán cầu gần và bán cầu xa, trong đó bán cầu gần ấm hơn.
Nghiên cứu mới cho thấy sự tương phản này có thể là do nồng độ các nguyên tố phóng xạ cao hơn ở bán cầu gần của mặt trăng, vốn là tàn tích của hoạt động núi lửa từ 3 đến 4 tỷ năm trước. Thật vậy, dữ liệu từ sứ mệnh Lunar Prospector của NASA cho thấy mặt gần của Mặt Trăng chứa tới lượng thorium nhiều hơn 10 lần so với mặt xa của Mặt Trăng.
Các bài viết liên quan:
— Mặt trăng của chúng ta có thể đã từng là địa ngục như siêu mặt trăng núi lửa Io của Sao Mộc
— Tia laser Mặt trăng: Trung Quốc thực hiện phép đo khoảng cách bằng tia laser ban ngày đầu tiên từ Trái đất đến Mặt trăng
— Kính viễn vọng không gian James Webb chụp được những hình ảnh tuyệt đẹp về cực quang sáng trên Sao Mộc (video)
Sự phong phú của thorium và các nguyên tố phóng xạ tương tự sẽ tạo ra thêm nhiệt, dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lên tới vài trăm độ trên khắp lớp phủ gần trong lịch sử ban đầu của Mặt trăng. Nhiệt độ này có thể tạo ra những túi đá nóng chảy lớn, giúp hình thành các đặc điểm núi lửa, chẳng hạn như bãi biển trên Mặt Trăng mà chúng ta thấy ngày nay.
"Chúng tôi cho rằng các quá trình hình thành nên biển Mặt Trăng cách đây vài tỷ năm vẫn còn hiện hữu và hoạt động cho đến ngày nay", Park cho biết.
Các sứ mệnh như GRAIL đo lường cách trường hấp dẫn của một hành tinh thay đổi khi tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo cho phép các nhà khoa học có được những manh mối có giá trị về các đặc điểm bên trong của các thiên thể hành tinh từ xa. Các nhà nghiên cứu cho biết vì kỹ thuật này không yêu cầu tàu vũ trụ phải hạ cánh trên bề mặt nên có thể dễ dàng tiết lộ cấu trúc bên trong của các thế giới như Sao Hỏa, vệ tinh Enceladus của Sao Thổ hoặc vệ tinh Ganymede của Sao Mộc.
"Những phép đo này đặc biệt có giá trị đối với các thế giới mà việc khám phá bề mặt là khó khăn hoặc không thể", Park cho biết.
phát hiện đã được công bố vào thứ Ba (ngày 14 tháng 5) trên tạp chí Nature.
