Giải mật thông tin từ mẫu vật đầu tiên ở nửa tối của Mặt Trăng

Phân tích đầu tiên về các mẫu dung nham lấy từ nửa tối của Mặt Trăng cho thấy 2,8 tỷ năm trước, núi lửa đã phun trào ở đây.

Mặt Trăng bị khóa thủy triều với Trái Đất, nghĩa là chỉ có 1 phía của nó luôn hướng về Trái Đất. Nửa kia của nó gần như chưa được khám phá. Cho đến nay, chỉ có 2 tàu đổ bộ của Trung Quốc hạ cánh xuống vùng này.

Trong một nghiên cứu được công bố ngày 15/11, các nhà nghiên cứu cho biết 1,9 kg mẫu vật do tàu Hằng Nga 6 đem về Trái Đất được lấy ở khu vực bồn địa Nam Cực - Aitken. Đây là mẫu vật đầu tiên từ nửa tối của Mặt Trăng về đến được Trái Đất.

Nhà khoa học Zexian Cui ở Viện Địa hóa Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, và các đồng nghiệp đã phân tích các đồng vị trong mẫu vật này và thành phần hóa học của chúng để tìm hiểu nguồn gốc.

Đồng vị là các nguyên tử của một nguyên tố có cùng số proton trong hạt nhân nhưng có số neutron khác nhau. Số lượng neutron thay đổi theo thời gian trong quá trình phân rã phóng xạ, do đó tỷ lệ các đồng vị khác nhau trong một mẫu là yếu tố tốt nhất để xác định tuổi của mẫu vật.

Nghiên cứu cho thấy những mẫu đá này, hay chính là dung nham cứng lại, được gọi là đá basalt, đã 2,8 tỷ năm tuổi. Nghiên cứu trước đây đã kết luận có hoạt động núi lửa từng xảy ra ở nửa sáng của Mặt Trăng cách đây ít nhất 2 tỷ năm. Mẫu vật do tàu Hằng Nga 5 đem về vào năm 2020 còn cho biết có thể gần đây nhất là 120 triệu năm, nơi đây cũng có núi lửa phun trào.

Các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng dung nham tạo nên đá basalt trước đó nằm trong lớp phủ của Mặt Trăng có chứa rất ít kali, phốt pho và các nguyên tố hiếm trên Trái Đất.

Ngược lại, những nguyên tố này xuất hiện phổ biến trong dung nham ở nửa sáng của Mặt Trăng. Sự mất cân bằng đó có thể là do hố va chạm đã tạo nên bồn địa Nam Cực - Aitken gây ra. Vụ va chạm đó đủ mạnh để ảnh hưởng khắp Mặt Trăng và có thể đã làm phân bố lại những tảng đá có chứa các nguyên tố này, và làm tan chảy lớp phủ ngay bên dưới chỗ va chạm, khiến những nguyên tố này bị cạn kiệt.

Sự mất cân bằng phân bổ các nguyên tố có thể giải thích cho sự khác biệt kỳ lạ giữa hai nửa của Mặt Trăng. Đó là dòng dung nham khổng lồ bao phủ 30% nửa sáng nhưng chỉ có 2% nửa tối.

Các nhà nghiên cứu cho biết một số nguyên tố còn không xuất hiện ở nửa tối, như là potassium và uranium, là những nguyên tố có tính phóng xạ và tỏa nhiệt khi phân rã. Sự vắng mặt của chúng trong lớp phủ ở nửa tối Mặt Trăng có thể là nguyên nhân khiến vùng này không có đá basalt tan chảy.