Nguyễn Quốc Hòa
Writer
Một nghiên cứu mới đã xem xét các "vòng xoáy Mặt Trăng" kỳ lạ được nhìn thấy trên Mặt Trăng và xác định được nguyên nhân có thể xảy ra bên dưới bề mặt Mặt Trăng.
Khi loài người lần đầu tiên phát triển kính thiên văn và bắt đầu quan sát Mặt Trăng chi tiết hơn, chúng ta đã nhận thấy một số đặc điểm kỳ lạ. Sử dụng kính thiên văn đầu tiên vào những năm 1600, các nhà thiên văn học đã có thể nhìn thấy các mô hình xoáy kỳ lạ trên bề mặt Mặt Trăng. Reiner Gamma, một trong những đặc điểm nổi tiếng và khác biệt nhất trong số những đặc điểm này, lần đầu tiên được nhìn thấy trong thời kỳ Phục hưng, nhưng vẫn tiếp tục làm các nhà khoa học bối rối trong suốt thời đại không gian, khi người ta phát hiện ra rằng chúng tương ứng với các dị thường từ tính trong đá.
"Xoáy Mặt Trăng là những đặc điểm bí ẩn trên bề mặt Mặt Trăng được đặc trưng bởi những vệt sáng trên đất Mặt Trăng sáng hơn nhiều so với lớp đất đá xung quanh", NASA giải thích. "Tất cả các xoáy Mặt Trăng đều nằm ở nơi phát hiện ra các dị thường từ tính vỏ Trái Đất, nhưng không phải tất cả các dị thường từ tính như vậy đều có các dấu hiệu xoáy, khiến xoáy Mặt Trăng trở thành một câu đố hấp dẫn vẫn chưa có lời giải".
Các nhà khoa học tin rằng các xoáy nước có thể được tạo ra bởi các tảng đá từ hóa làm chệch hướng hoặc chuyển hướng các hạt gió mặt trời liên tục va chạm vào bề mặt Mặt Trăng. Theo thời gian, các tảng đá lân cận trở nên tối màu do gió mặt trời, trong khi tảng đá từ hóa vẫn giữ được vẻ ngoài nhợt nhạt của nó.
Tuy nhiên, vẫn còn là một điều bí ẩn về cách những tảng đá này trở nên từ hóa ngay từ đầu, vì Mặt Trăng hiện nay không có từ trường. Trước đây, người ta cho rằng những vật va chạm giàu sắt có thể đóng một vai trò nào đó.
“Các tác động có thể gây ra những loại dị thường từ tính này”, Michael J. Krawczynski, phó giáo sư khoa học trái đất, môi trường và hành tinh tại khoa Nghệ thuật & Khoa học thuộc Đại học Washington ở St. Louis cho biết trong một tuyên bố . “Nhưng có một số vòng xoáy mà chúng tôi không chắc chắn làm thế nào một tác động có thể tạo ra hình dạng và kích thước đó của vật thể”.
Một ý tưởng khác là các dị thường từ tính được tạo ra bởi dung nham dưới bề mặt nguội dần trong từ trường. Điều đó khá khó để nghiên cứu nếu không có đá mặt trăng.
Krawczynski cho biết: "Đá Trái đất rất dễ bị từ hóa vì chúng thường có những mảnh nhỏ magnetite, một loại khoáng chất từ tính". "Nhiều nghiên cứu trên cạn tập trung vào những thứ có magnetite không áp dụng được cho Mặt trăng, nơi bạn không có loại khoáng chất siêu từ tính này".
Trong một nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu từ Đại học Washington ở St. Louis đã kiểm tra xem điều này có khả thi hay không, bằng cách sử dụng một tinh thể ilmenit trên cạn tự nhiên làm vật liệu tương tự trên bề mặt Mặt Trăng. Ilmenit – một oxit titan-sắt có nhiều trên Mặt Trăng – có thể phản ứng để tạo thành kim loại sắt, và nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng ngưỡng từ hóa tối thiểu cần thiết để tạo thành các vòng xoáy có thể được hình thành thông qua quá trình gia nhiệt nếu trường xung quanh đủ mạnh.
"Các hạt nhỏ hơn mà chúng tôi đang nghiên cứu có vẻ tạo ra từ trường mạnh hơn vì tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích lớn hơn đối với các hạt nhỏ hơn so với các hạt lớn hơn", tác giả đầu tiên Yuanyuan Liang nói thêm. "Với diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn, các hạt nhỏ hơn dễ dàng trải qua phản ứng khử hơn".
Mặc dù nghiên cứu đưa ra bằng chứng cho thấy các vòng xoáy có thể được tạo ra theo phương pháp này, nhưng vẫn cần có thêm bằng chứng chứng minh những gì chúng ta thấy trên Mặt Trăng.
Krawczynski cho biết: "Nếu bạn định tạo ra dị thường từ tính bằng các phương pháp mà chúng tôi mô tả, thì magma ngầm cần phải có hàm lượng titan cao". "Chúng tôi đã thấy dấu hiệu của phản ứng này tạo ra kim loại sắt trong các thiên thạch Mặt Trăng và trong các mẫu Mặt Trăng từ Apollo. Nhưng tất cả các mẫu đó đều là dòng dung nham bề mặt, và nghiên cứu của chúng tôi cho thấy việc làm mát dưới lòng đất sẽ tăng cường đáng kể các phản ứng tạo thành kim loại này".
Đã đến lúc khoan trên Mặt Trăng để tìm hiểu thêm.
Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Các hành tinh.
Khi loài người lần đầu tiên phát triển kính thiên văn và bắt đầu quan sát Mặt Trăng chi tiết hơn, chúng ta đã nhận thấy một số đặc điểm kỳ lạ. Sử dụng kính thiên văn đầu tiên vào những năm 1600, các nhà thiên văn học đã có thể nhìn thấy các mô hình xoáy kỳ lạ trên bề mặt Mặt Trăng. Reiner Gamma, một trong những đặc điểm nổi tiếng và khác biệt nhất trong số những đặc điểm này, lần đầu tiên được nhìn thấy trong thời kỳ Phục hưng, nhưng vẫn tiếp tục làm các nhà khoa học bối rối trong suốt thời đại không gian, khi người ta phát hiện ra rằng chúng tương ứng với các dị thường từ tính trong đá.
"Xoáy Mặt Trăng là những đặc điểm bí ẩn trên bề mặt Mặt Trăng được đặc trưng bởi những vệt sáng trên đất Mặt Trăng sáng hơn nhiều so với lớp đất đá xung quanh", NASA giải thích. "Tất cả các xoáy Mặt Trăng đều nằm ở nơi phát hiện ra các dị thường từ tính vỏ Trái Đất, nhưng không phải tất cả các dị thường từ tính như vậy đều có các dấu hiệu xoáy, khiến xoáy Mặt Trăng trở thành một câu đố hấp dẫn vẫn chưa có lời giải".
Các nhà khoa học tin rằng các xoáy nước có thể được tạo ra bởi các tảng đá từ hóa làm chệch hướng hoặc chuyển hướng các hạt gió mặt trời liên tục va chạm vào bề mặt Mặt Trăng. Theo thời gian, các tảng đá lân cận trở nên tối màu do gió mặt trời, trong khi tảng đá từ hóa vẫn giữ được vẻ ngoài nhợt nhạt của nó.
Tuy nhiên, vẫn còn là một điều bí ẩn về cách những tảng đá này trở nên từ hóa ngay từ đầu, vì Mặt Trăng hiện nay không có từ trường. Trước đây, người ta cho rằng những vật va chạm giàu sắt có thể đóng một vai trò nào đó.
“Các tác động có thể gây ra những loại dị thường từ tính này”, Michael J. Krawczynski, phó giáo sư khoa học trái đất, môi trường và hành tinh tại khoa Nghệ thuật & Khoa học thuộc Đại học Washington ở St. Louis cho biết trong một tuyên bố . “Nhưng có một số vòng xoáy mà chúng tôi không chắc chắn làm thế nào một tác động có thể tạo ra hình dạng và kích thước đó của vật thể”.
Một ý tưởng khác là các dị thường từ tính được tạo ra bởi dung nham dưới bề mặt nguội dần trong từ trường. Điều đó khá khó để nghiên cứu nếu không có đá mặt trăng.
Krawczynski cho biết: "Đá Trái đất rất dễ bị từ hóa vì chúng thường có những mảnh nhỏ magnetite, một loại khoáng chất từ tính". "Nhiều nghiên cứu trên cạn tập trung vào những thứ có magnetite không áp dụng được cho Mặt trăng, nơi bạn không có loại khoáng chất siêu từ tính này".
Trong một nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu từ Đại học Washington ở St. Louis đã kiểm tra xem điều này có khả thi hay không, bằng cách sử dụng một tinh thể ilmenit trên cạn tự nhiên làm vật liệu tương tự trên bề mặt Mặt Trăng. Ilmenit – một oxit titan-sắt có nhiều trên Mặt Trăng – có thể phản ứng để tạo thành kim loại sắt, và nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng ngưỡng từ hóa tối thiểu cần thiết để tạo thành các vòng xoáy có thể được hình thành thông qua quá trình gia nhiệt nếu trường xung quanh đủ mạnh.
"Các hạt nhỏ hơn mà chúng tôi đang nghiên cứu có vẻ tạo ra từ trường mạnh hơn vì tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích lớn hơn đối với các hạt nhỏ hơn so với các hạt lớn hơn", tác giả đầu tiên Yuanyuan Liang nói thêm. "Với diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn, các hạt nhỏ hơn dễ dàng trải qua phản ứng khử hơn".
Mặc dù nghiên cứu đưa ra bằng chứng cho thấy các vòng xoáy có thể được tạo ra theo phương pháp này, nhưng vẫn cần có thêm bằng chứng chứng minh những gì chúng ta thấy trên Mặt Trăng.
Krawczynski cho biết: "Nếu bạn định tạo ra dị thường từ tính bằng các phương pháp mà chúng tôi mô tả, thì magma ngầm cần phải có hàm lượng titan cao". "Chúng tôi đã thấy dấu hiệu của phản ứng này tạo ra kim loại sắt trong các thiên thạch Mặt Trăng và trong các mẫu Mặt Trăng từ Apollo. Nhưng tất cả các mẫu đó đều là dòng dung nham bề mặt, và nghiên cứu của chúng tôi cho thấy việc làm mát dưới lòng đất sẽ tăng cường đáng kể các phản ứng tạo thành kim loại này".
Đã đến lúc khoan trên Mặt Trăng để tìm hiểu thêm.
Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Các hành tinh.
