Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Người ta biết rất ít về cấu trúc bên trong của Mặt trăng, nhưng một bước tiến lớn đã được thực hiện bởi một nhà khoa học đã thực hiện các thí nghiệm cho phép cô xác định nhiệt độ ở ranh giới của lõi và lớp phủ của Mặt trăng.
Người ta biết rất ít về cấu trúc bên trong của Mặt trăng, nhưng một bước tiến lớn đã được thực hiện bởi một nhà khoa học của Đại học Rhode Island, người đã thực hiện các thí nghiệm cho phép cô xác định nhiệt độ ở ranh giới của lõi và lớp phủ của Mặt trăng.
Cô tìm thấy nhiệt độ nằm trong khoảng từ 1.300 đến 1.470 độ C, nằm ở mức cao trong phạm vi 800 độ mà các nhà khoa học trước đó đã xác định.
“Để hiểu cấu trúc bên trong của Mặt trăng ngày nay, chúng ta cần phải hiểu rõ hơn về trạng thái nhiệt”, Ananya Mallik, trợ lý giáo sư khoa học địa chất của URI, người đã tham gia giảng viên Đại học vào tháng 12 năm 2018. “Bây giờ chúng ta có hai mỏ neo điểm – ranh giới lớp phủ lõi và nhiệt độ bề mặt được đo bởi Apollo – và điều đó sẽ giúp chúng ta tạo ra một cấu hình nhiệt độ qua Mặt trăng. Chúng ta cần cấu hình nhiệt độ đó để xác định trạng thái bên trong, cấu trúc và thành phần của Mặt trăng. “
Nhiệt độ bề mặt của Mặt trăng xấp xỉ -20 C.
Theo Mallik, Mặt trăng có lõi sắt, giống như Trái đất và nghiên cứu trước đây sử dụng dữ liệu địa chấn đã phát hiện ra rằng từ 5 đến 30% vật liệu ở ranh giới của lõi và lớp phủ ở trạng thái lỏng hoặc nóng chảy.
“Câu hỏi lớn là, tại sao chúng ta lại có hiện tượng tan chảy trên Mặt trăng ở độ sâu đó”, Mallik nói.
Để bắt đầu trả lời câu hỏi này, Mallik đã thực hiện một loạt thí nghiệm vào năm 2016 tại Viện nghiên cứu địa hóa học và địa vật lý học ở Đức bằng cách sử dụng một thiết bị đa đe có thể gây áp lực cao được tìm thấy sâu bên trong Mặt trăng. Cô đã chuẩn bị một mẫu vật liệu nhỏ tương tự như tìm thấy trên Mặt trăng, vắt nó trong thiết bị ở áp suất khí quyển của Trái đất gấp 45.000 lần, đó là áp suất được cho là tồn tại ở ranh giới lõi của Mặt trăng và sử dụng lò sưởi than chì để nâng cao nhiệt độ của mẫu cho đến khi nó tan chảy một phần.
“Mục tiêu là xác định phạm vi nhiệt độ nào sẽ tạo ra sự tan chảy 5 đến 30 phần trăm, điều này sẽ cho chúng ta biết phạm vi nhiệt độ của ranh giới lớp phủ lõi”, cô nói.
Giờ đây, khi phạm vi nhiệt độ ở ranh giới đã bị thu hẹp, các nhà khoa học có thể bắt đầu phát triển cấu hình nhiệt độ chính xác hơn của Mặt trăng và tiến hành xác định cấu hình của các khoáng chất tạo nên lớp phủ từ lớp vỏ đến lõi của nó.
“Điều quan trọng là chúng ta biết thành phần của Mặt trăng để hiểu rõ hơn lý do tại sao nó phát triển như nó có”, Mallik nói. “Lịch sử của Trái đất và Mặt trăng đã đan xen kể từ đầu. Thực tế, cả hai đều là sản phẩm của một vụ va chạm lớn giữa Trái đất nguyên sinh và một cơ thể có kích thước xấp xỉ sao Hỏa xảy ra hơn 4,5 tỷ năm trước. Vì vậy, để hiểu Trái đất của chúng ta tốt hơn, chúng ta phải biết người hàng xóm gần nhất vì tất cả chúng ta đã có một khởi đầu chung.
“Trái đất rất phức tạp”, cô tiếp tục. “Bất kỳ sự tương đồng nào trong thành phần giữa Trái đất và Mặt trăng đều có thể cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về cách hai cơ thể hành tinh này được hình thành, năng lượng của vụ va chạm và cách các yếu tố được phân chia giữa chúng.”
Nhà địa chất học URI lưu ý rằng Trái đất đã phát triển thông qua quá trình kiến tạo mảng, chịu trách nhiệm phân phối các lục địa, địa hình bề mặt Trái đất, điều hòa khí hậu dài hạn và thậm chí có thể là nguồn gốc của sự sống. Nhưng không có bằng chứng về kiến tạo mảng trên Mặt trăng.
“Mọi thứ trên trái đất xảy ra là do kiến tạo mảng”, cô nói. “Điều này cho chúng ta biết gì về hành tinh của chúng ta khi Mặt trăng không trải qua quá trình này? Đó là lý lẽ tương tự cho lý do tại sao chúng ta nghiên cứu Sao Hỏa và Sao Kim. Chúng là những người hàng xóm gần nhất tiếp theo của chúng ta, và tất cả chúng ta đều có một khởi đầu chung, nhưng tại sao ’họ’ rất khác với hành tinh của chúng ta? “
Các bước tiếp theo trong nghiên cứu của Mallik sẽ liên quan đến việc xác định bằng thực nghiệm mật độ của vật liệu nóng chảy ở ranh giới lõi-lớp phủ, điều này sẽ tiếp tục tinh chỉnh phạm vi nhiệt độ. Phối hợp với Heidi Fuqua Haviland tại Trung tâm bay không gian Marshall của NASA và Paul Bremner tại Đại học Florida, sau đó cô sẽ kết hợp các kết quả này với các phương pháp tính toán để rút ra cấu hình nhiệt độ và thành phần bên trong Mặt trăng.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Rhode Island . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :