Nồng độ kim loại cao hơn trong các miệng hố của Mặt trăng cung cấp những hiểu biết mới về nguồn gốc của nó

Sự sống trên Trái đất sẽ không thể có được nếu không có Mặt trăng; nó giữ cho trục quay của hành tinh chúng ta ổn định, điều khiển các mùa và điều hòa khí hậu của chúng ta. Tuy nhiên, đã có cuộc tranh luận đáng kể về cách Mặt trăng được hình thành. Giả thuyết phổ biến cho rằng Mặt trăng được hình thành do một vật thể có kích cỡ sao Hỏa va chạm với lớp vỏ trên của Trái đất vốn rất nghèo kim loại. Nhưng nghiên cứu mới cho thấy lớp dưới bề mặt của Mặt trăng giàu kim loại hơn so với suy nghĩ trước đây, cung cấp những hiểu biết mới có thể thách thức sự hiểu biết của chúng ta về quá trình đó.

Hôm nay, một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Trái đất và Khoa học hành tinh (Earth and Planetary Science Letters) đã làm sáng tỏ thành phần mới của bụi được tìm thấy dưới đáy các miệng hố của Mặt trăng. Được dẫn dắt bởi Essam Heggy, nhà khoa học nghiên cứu về kỹ thuật điện và máy tính tại Trường Kỹ thuật Viterbi của USC, và đồng điều tra viên của thiết bị Mini-RF trên tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng của NASA (LRO), thành viên nhóm của Tần số vô tuyến thu nhỏ (Mini- Thiết bị RF) trong nhiệm vụ Tàu quỹ đạo trinh sát mặt trăng (LRO) đã sử dụng radar để chụp ảnh và mô tả đặc điểm của loại bụi mịn này. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng lớp dưới bề mặt của Mặt trăng có thể giàu kim loại hơn (tức là các oxit Fe và Ti) so với các nhà khoa học đã tin.

Theo các nhà nghiên cứu, bụi mịn dưới đáy miệng núi lửa thực sự bị đẩy ra khỏi các vật liệu bị đẩy lên từ bên dưới bề mặt Mặt trăng trong các vụ va chạm thiên thạch. Khi so sánh hàm lượng kim loại ở đáy của các miệng hố lớn hơn và sâu hơn so với các miệng nhỏ hơn và nông hơn, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy nồng độ kim loại cao hơn trong các miệng hố sâu hơn.

Sự thay đổi về sự hiện diện kim loại được ghi lại trong phần dưới bề mặt có liên quan gì đến sự hiểu biết của chúng ta về Mặt trăng? Giả thuyết truyền thống là khoảng 4,5 tỷ năm trước đã có một vụ va chạm giữa Trái đất và một hành tinh nguyên sinh có kích cỡ sao Hỏa (tên là Theia). Hầu hết các nhà khoa học tin rằng vụ va chạm đã bắn một phần lớn lớp vỏ trên nghèo kim loại của Trái đất vào quỹ đạo, cuối cùng tạo thành Mặt trăng.

Một khía cạnh khó hiểu của lý thuyết về sự hình thành của Mặt trăng, đó là Mặt trăng có nồng độ oxit sắt cao hơn Trái đất – một thực tế nổi tiếng với các nhà khoa học. Nghiên cứu đặc biệt này đóng góp cho lĩnh vực này trong đó nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về một phần của mặt trăng không được nghiên cứu thường xuyên và cho rằng có thể tồn tại nồng độ kim loại cao hơn sâu hơn dưới bề mặt. Có thể, các nhà nghiên cứu cho rằng sự khác biệt giữa lượng sắt trên vỏ Trái đất và Mặt trăng có thể còn lớn hơn các nhà khoa học nghĩ, điều này đặt ra câu hỏi về sự hiểu biết hiện tại về cách Mặt trăng được hình thành.

Việc Mặt trăng của chúng ta có thể giàu kim loại hơn Trái đất thách thức quan niệm rằng đó là một phần của lớp phủ và lớp vỏ Trái đất bị bắn vào quỹ đạo. Nồng độ lớn hơn của các mỏ kim loại có thể có nghĩa là các giả thuyết khác về sự hình thành của Mặt trăng phải được khám phá. Có thể là vụ va chạm với Theia có sức tàn phá khủng khiếp hơn đối với Trái đất sơ khai của chúng ta, với những phần sâu hơn nhiều được phóng lên quỹ đạo, hoặc vụ va chạm có thể xảy ra khi Trái đất vẫn còn trẻ và được bao phủ bởi một đại dương magma. Ngoài ra, nhiều kim loại hơn có thể gợi ý về sự hạ nhiệt phức tạp của bề mặt Mặt trăng nóng chảy sớm theo đề xuất của một số nhà khoa học.

Theo Heggy, “Bằng cách cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về lượng bề mặt của Mặt trăng thực sự có bao nhiêu kim loại, các nhà khoa học có thể hạn chế sự mơ hồ về cách nó hình thành, cách thức phát triển và cách nó góp phần duy trì khả năng sinh sống trên Trái đất.” Ông nói thêm, “Chỉ riêng hệ mặt trời của chúng ta đã có hơn 200 mặt trăng – hiểu được vai trò quan trọng mà các mặt trăng này đóng vai trò trong sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh mà chúng quay quanh có thể giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cách thức và nơi mà các điều kiện sống bên ngoài Trái đất có thể hình thành và những gì có thể trông như thế. “

Wes Patterson thuộc Nhóm thám hiểm hành tinh (SRE), ngành thám hiểm không gian (SES) tại Phòng thí nghiệm vật lý ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, người điều tra chính của dự án cho Mini-RF và là đồng tác giả của nghiên cứu, nói thêm, “Nhiệm vụ của LRO và máy ảnh radar của nó Mini-RF đang tiếp tục làm chúng tôi ngạc nhiên với những hiểu biết mới về nguồn gốc và sự phức tạp của người hàng xóm gần nhất của chúng tôi. “

Nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục thực hiện các quan sát radar bổ sung của nhiều tầng miệng hố với thí nghiệm Mini-RF để xác minh những phát hiện ban đầu của cuộc điều tra được công bố.

Dự án nghiên cứu này được tài trợ thông qua Đại học Nam California dưới giải thưởng NNX15AV76G của NASA.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Nam California . Bản gốc được viết bởi Ben Paul. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. E. Heggy, EM Palmer, TW Thompson, BJ Thomson, GW Patterson. Thành phần lớn của regolith bị phạt trên các tầng miệng hố mặt trăng: Điều tra ban đầu bởi LRO / Mini-RF . Thư Khoa học Trái đất và Hành tinh , 2020; 541: 116274 DOI: 10.1016 / j.epsl.2020.116274