Nghiên cứu mới giải thích về các miệng núi lửa hình tròn trên mặt trăng

Tuy nhiên, một cặp các nghiên cứu mới đã đưa ra câu trả lời cho vấn đề này. Được cung cấp các dữ liệu từ phi thuyền GRAIL, các nhà khoa học của NASA và Đại học Brown đã lần đầu tiên xây dựng được mô hình giải thích cho sự hình thành các miệng núi lửa trên mặt trăng ở thời điểm 3,8 tỷ năm trước.

Khu vực lòng chảo Orientale nằm ở rìa tây nam phía bên trái của mặt trăng, khu vực này rất hiếm khi có thể nhìn thấy từ Trái đất. Đặc điểm nổi bật nhất của vùng lòng chảo này là 3 vòng tròn đá đồng tâm, trong đó vòng ngoài cùng có đường kính hơn 933 km.

Tiến sĩ Brandon Johnson, nhà địa chất học từ trường Brown và là tác giả chính của một trong các nghiên cứu cho biết : Những tác động lớn, chẳng hạn như tác động đã tạo nên Orientale, là một trong những động lực quan trọng nhất gây ra sự thay đổi trên lớp vỏ của các hành tinh trong hệ mặt trời lúc đầu. Nhờ vào các dữ liệu mà tàu GRAIL cung cấp, các nhà khoa học đã có một ý tưởng tốt hơn nhiều về cách hình thành các vùng trũng này, và kiến thức đó có thể áp dụng đối với các lòng chảo lớn trên các hành tinh và mặt trăng khác.

Các dữ liệu mới từ tàu GRAIL cho phép các nhà khoa học nhìn sát vào bên dưới bề mặt mặt trăng và nghiên cứu cấu trúc của bên dưới mặt đất của vùng Mare Orientale.

Đồng tác giả của nghiên cứu này, Jim Head, một nhà địa chất học từ trường Brown và đồng thời cũng là nhà khoa học của nhiệm vụ GRAIL cho rằng “trước đây, quan điểm của các nhà khoa học về vùng lòng chảo Orientale là nó có liên quan mật thiết với các đặc điểm trên bề mặt, tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không biết được cấu trúc chi tiết của phần bên dưới bề mặt. Điều đó giống như việc cố gắng tìm hiểu cách hoạt động của cơ thể con người nhưng lại chỉ nhìn từ phía ngoài. Cái hay của các dữ liệu từ tàu GRAIL là giống như đặt Orientale vào một máy chụp tia X và nghiên cứu rất chi tiết các đặc điểm tương ứng ở phía trên và dưới bề mặt”.

Các dữ liệu từ tàu GRAIL đã giúp giải quyết một trong những bí ẩn quan trọng của Oriental, đó là kích thước và vị trí của các miệng núi lửa được hình thành tạm thời khi các tác động thổi bay vật chất khỏi lớp bề mặt. Ở hầu hết các vụ va chạm lớn, kết quả tạo ra sau đó là bề mặt lại được nâng lên, xóa đi dấu vết của các hố và chạm lúc đầu. Trường hợp như vậy đã xảy ra với Orientale. Tuy nhiên, GRAIL đã giúp các nhà khoa học tìm thấy những tác động ban đầu bên dưới bề mặt. Phát hiện này cho phép các nhà khoa học ước tính lượng đá bị thổi bay ra do các tác động ban đầu.

Head giải thích: hiện nay chúng ta đã biết những phần nào của lớp vỏ bị bật ra, những phần nào của lớp phủ và của phần nằm sâu phía dưới được nâng lên, và số lượng của phần bị đánh bay ra và phân phối trên khắp toàn bộ mặt trăng.

Các số liệu này cũng cho phép các nhà khoa học xây dựng một mô hình mô phỏng các tác động và sự phục hồi, tiết lộ sự hình thành của 3 vòng tròn này. Sau tác động, lớp vỏ được phục hồi trở lại, phần đá nóng và mềm dẻo chảy vào phía trong điểm tác động. Khi đá chảy vào phía trong, tạo ra các vết nứt lớn và hình thành các vách đá cao vài km tạo nên 2 vòng tròn phía ngoài.

Vòng tròn ở trong cùng được hình thành bởi một quá trình khác. Trong những tác động nhỏ hơn, khi vật chất bật ra bị nung chảy và chảy ra phía ngoài, nổi lên thành các hình tròn và tạo nên vòng tròn phía trong.

Johnson cho biết: đây là một quá trình diễn ra hết sức mạnh mẽ. Toàn bộ những vách đá vài km và vòng tròn trung tâm đều được hình thành chỉ trong vòng vài phút khi những tác động bắt đầu diễn ra.

Các nhà nghiên cứu hy vọng mô hình này sẽ được sử dụng để nghiên cứu sự hình thành các vòng tròn trên những hành tinh khác, chẳng hạn như sao Hỏa.

Theo nhà nghiên cứu Johnson, “trên sao Hỏa có một số lòng chảo thuộc loại này. Nhưng nếu so sánh với mặt trăng, thì trên sao Hỏa có nhiều hiện tượng địa chất xảy ra sau khi những tác động làm cho các khu vực này bị trũng xuống. Hiện nay, chúng ta đã hiểu rõ hơn về cách hình thành các vùng trũng này, chúng ta có thể cảm nhận tốt hơn về quá trình diễn ra sau đó”. Nghiên cứu này không chỉ là ví dụ về mặt trăng mà còn giúp chúng ta hiểu được phần còn lại của hệ mặt trời.

Anh Thư (Tổng hợp)