Băng trên cực nam mặt trăng có thể có nhiều hơn một nguồn

Việc phát hiện các mỏ băng trong các miệng hố nằm rải rác trên cực nam của Mặt trăng đã giúp làm mới mối quan tâm khám phá bề mặt mặt trăng nhưng không ai chắc chắn chính xác khi nào hoặc làm thế nào băng đó đến được đấy. Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Icarus cho thấy rằng trong khi phần lớn các chất lắng đó có khả năng hàng tỷ năm tuổi còn một số có thể gần đây hơn nhiều.

Ariel Deutsch, một sinh viên tốt nghiệp Khoa Khoa học Trái đất, Môi trường và Hành tinh của Đại học Brown và là tác giả chính của nghiên cứu nói rằng việc hạn chế độ tuổi của chất lắng rất quan trọng đối với khoa học cơ bản và các nhà thám hiểm mặt trăng trong tương lai có thể sử dụng băng đó cho nhiên liệu và các mục đích khác.

Ông nói: “Tuổi của các chất lắng này có khả năng cho chúng ta biết điều gì đó về nguồn gốc của băng, giúp chúng ta hiểu được nguồn và sự phân phối nước trong hệ mặt trời bên trong. Đối với mục đích thăm dò, chúng tôi cần hiểu phân phối ngang và dọc của các chất lắng này để tìm ra cách tốt nhất để truy cập chúng. Các phân phối này phát triển theo thời gian, vì vậy việc có ý tưởng về thời đại là rất quan trọng.”

Đối với nghiên cứu, Deutsch đã làm việc với Jim Head, một giáo sư tại Brown và Gregory Neumann từ Trung tâm bay không gian Goddard của NASA. Sử dụng dữ liệu từ Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng của NASA vốn quay quanh Mặt trăng từ năm 2009, các nhà nghiên cứu đã xem xét tuổi của các miệng hố lớn trong đó tìm thấy bằng chứng về các mỏ băng ở cực nam. Để tìm hiểu các miệng hố, các nhà nghiên cứu đếm số lượng miệng hố nhỏ hơn đã tích lũy bên trong những miệng hố lớn hơn. Các nhà khoa học có một ý tưởng gần đúng về tốc độ của các tác động theo thời gian, vì vậy việc đếm các miệng hố có thể giúp thiết lập độ tuổi của địa hình.

Nghiên cứu cho thấy phần lớn các mỏ đá được báo cáo được tìm thấy trong các miệng hố lớn hình thành khoảng 3,1 tỷ năm hoặc lâu hơn. Vì băng không thể già hơn miệng núi lửa nên nó đặt giới hạn trên của tuổi băng. Các nhà nghiên cứu nói chỉ vì miệng núi lửa đã cũ không có nghĩa là băng cũng cũ nhưng trong trường hợp này có lý do để tin rằng băng thực sự đã cũ. Các chất lắng đó có sự phân bố loang lổ trên các tầng miệng núi lửa, điều này cho thấy rằng băng đã bị đập vỡ bởi các tác động của thiên thạch micromet và các mảnh vụn khác trong một thời gian dài.

Nếu các mỏ đá được báo cáo là thực sự cổ xưa thì điều đó có thể có ý nghĩa quan trọng trong việc thăm dò và sử dụng tài nguyên tiềm năng.

Đã có những mô hình bắn phá qua thời gian cho thấy băng bắt đầu tập trung với độ sâu. Vì vậy, nếu chúng ta có một lớp bề mặt cũ, chúng ta sẽ mong đợi nhiều hơn bên dưới.

Trong khi phần lớn băng nằm trong các miệng hố cổ đại, các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy bằng chứng về băng ở các miệng hố nhỏ hơn, đánh giá bằng các đặc điểm sắc nét được xác định rõ của chúng, có vẻ khá tươi. Điều đó cho thấy rằng một số tiền gửi ở cực nam đã đến đó tương đối gần đây.

Nếu thực sự có chất lắng ở các độ tuổi khác nhau, các nhà nghiên cứu cho thấy họ cũng có thể có các nguồn khác nhau. Băng cũ hơn có thể được lấy từ các sao chổi và tiểu hành tinh chịu nước tác động lên bề mặt hoặc thông qua hoạt động núi lửa hút nước từ sâu trong Mặt trăng. Nhưng không có nhiều tác động mang nước lớn xung quanh trong thời gian gần đây và núi lửa được cho là đã ngừng trên Mặt trăng hơn một tỷ năm trước. Vì vậy, các mỏ băng gần đây sẽ yêu cầu các nguồn khác nhau – có thể là bắn phá từ các thiên thạch micromet cỡ hạt đậu hoặc cấy bằng gió mặt trời.

Cách tốt nhất để tìm ra sự chắc chắn, các nhà nghiên cứu sẽ gửi tàu vũ trụ đến đó để lấy một số mẫu. Chương trình Artemis của NASA nhằm đưa con người lên Mặt trăng vào năm 2024 và dự định bay nhiều nhiệm vụ tiền thân bằng tàu vũ trụ robot trong thời gian này. 

Head, một đồng tác giả nghiên cứu và tiến sĩ của Đức cố vấn cho biết các nghiên cứu như thế này sẽ giúp định hình những nhiệm vụ trong tương lai: “Khi chúng tôi nghĩ về việc đưa con người trở lại Mặt trăng để khám phá lâu dài, chúng tôi cần biết những tài nguyên nào chúng tôi có thể dựa vào, và hiện tại chúng tôi không biết. Các nghiên cứu như thế này giúp chúng tôi đưa ra dự đoán về nơi chúng tôi cần đến để trả lời những câu hỏi đó.”

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Brown . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. Ariel N. Đức, James W. Head, Gregory A. Neumann. Phân tích tuổi của các miệng hố cực nam trên Mặt trăng: Ý nghĩa đối với các nguồn và sự phát triển của băng nước mặt. . Icarus , 2019; 113455 DOI: 10.1016 / j.icarus.2019.113455