Mặt trăng từng là lá chắn bảo vệ bầu khí quyển Trái đất vào thuở hồng hoang

Trái đất thời kỳ đầu có lẽ không phải là một nơi phù hợp để sinh sống.

Khoảng 4,5 tỷ năm trước khi Trái đất còn là một hành tinh mới hình thành, vừa ẩm ướt, vừa nóng bức, Theia – một vật thể với kích thước ngang với Sao Hoả - đã đâm thẳng vào nó, khiến nhiều mảng đất đá khổng lồ bắn vào không gian và nung bề mặt hành tinh đến hàng nghìn độ.

Khoảng 4 tỷ năm trước, Thái Dương hệ trải qua một thời kỳ gọi là Cuối trận mưa bom lớn (Late Heavy Bombardment), khi mà các thiên thạch đua nhau "băm vằm" các hành tinh trong khu vực. Dưới những cuộc tấn công này, Trái đất vẫn nóng như lò thiêu, và bề mặt của nó thậm chí còn chảy ra nữa.

Trong khi đó, Mặt trời – dù sáng yếu hơn và nguội hơn nhiều so với ngày nay – đang trải qua những năm tháng chập chững tồi tệ, xé nát không gian bằng những tia lửa mạnh mẽ, dữ dội, và một trận gió mặt trời kinh hoàng. Dưới những điều kiện đó, quả là kỳ tích khi Trái đất vẫn lưu giữ được một bầu khí quyển vừa đủ để hình thành nên một thế giới phù hợp cho sự sống.

Trên thực tế, chúng ta có lẽ phải cảm ơn Theia. Những mảnh vụn mà nó tạo ra sau khi đâm xuống Trái đất đã bay vào không gian và hình thành nên Mặt trăng. Và nghiên cứu mới nhất cho thấy từ trường của Mặt trăng chính là lá chắn đã giúp Trái đất sống sót trước cơn cuồng nộ của Mặt trời.

"Mặt trăng dường như đã tạo nên một rào chắn bảo vệ quan trọng cho Trái đất trước gió mặt trời, điều cực kỳ quan trọng đối với khả năng duy trì bầu khí quyển của Trái đất trong quãng thời gian đó" – nhà vật lý Jim Green, Nhà khoa học trưởng tại NASA và là tác giả nghiên cứu, cho biết.

Chúng ta vẫn nghĩ rằng Mặt trăng chỉ là một khối đá vô tri. Ngày nay, nó không có từ trường, do đó chúng ta cứ cho rằng nó chưa bao giờ có từ trường, bởi nó quá nhỏ và có lẽ cũng không tồn tại hiệu ứng dynamo cần để hình thành từ trường.

Nhưng khi loài người đưa các phi hành gia lên Mặt trăng vào thập niên 1960 và 1970, những viên đá mà họ mang về cho thấy bằng chứng về từ tính – cho thấy Mặt trăng từng có một từ trường không khác Trái đất là bao.

Từ trường của Trái đất là kết quả của một dynamo – một chất lỏng quay, đối lưu, và dẫn điện, biến động năng thành năng lượng từ tính, tạo nên một từ trường ngoài không gian bao quanh hành tinh. Chất lỏng đó là lõi sắt nóng chảy của Trái đất.

Có bằng chứng cho thấy khi mới hình thành, nhiệt độ trên Mặt trăng còn đủ ấm để duy trì một phần lõi sắt nóng chảy của riêng nó. Các nhà khoa học tin rằng nó đã có thể duy trì được một từ trường cho đến khoảng 1-2,5 tỷ năm trước, khi Mặt trăng nguội đi đến mức lõi sắt kết đặc lại.

"Giống như nướng một cái bánh vậy: bạn lấy nó ra khỏi lò, và nó vẫn đang nguội dần" – Green nói. "Khối lượng càng lớn, mất càng lâu để nguội đi"

Mối quan hệ giữa Trái đất – Mặt trăng trong những ngày đầu ấy gần gũi hơn rất nhiều so với ngày nay. Khoảng 4 tỷ năm trước, Mặt trăng cách chúng ta chỉ 130.000km – tức chỉ bằng 1/3 so với khoảng cách hiện nay là 384.400km. Trái đất lúc đó cũng quay nhanh hơn: một ngày chỉ dài 5 tiếng. Khi hành tinh của chúng ta quay chậm lại, Mặt trăng bắt đầu lùi xa ra với tốc độ 3,82cm/năm – và quá trình này hiện vẫn đang diễn ra!

Green và nhóm của anh muốn biết từ trường của Mặt trăng sẽ tương tác với từ trường của Trái đất ra sao dưới những điều kiện ở thời sơ khai đó. Do vậy, họ đã thiết kế ra một mô hình máy tính nhằm giả lập quá trình đó.

Từ trường của Trái đất và Mặt trăng từng kết nối với nhau

Họ phát hiện ra rằng từ trường của hai hành tinh sẽ kết nối với nhau thông qua các cực. Từ trường kết hợp này ở thời điểm đó hẳn đã che chắn cho Trái đất, ngăn gió Mặt trời không xé nát bầu khí quyển hành tinh xanh.

Điều thú vị là, có thể đã từng xảy ra hiện tượng trao đổi khí quyển. Bằng chứng mới được phát hiện gần dây cho thấy rằng Mặt trăng từng có bầu khí quyển của riêng nó vào 3,5-4 tỷ năm trước nhờ hoạt động của núi lửa, và được giữ vững bởi từ trường Mặt trăng. Nhưng khí nitrogen tìm thấy trong lớp đất mặt của Mặt trăng đã khiến các nhà khoa học bối rối, bởi khí này hẳn phải được mang đến từ bên ngoài.

Trình giả lập của nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng Trái đất và Mặt trăng có thể đã từng trao đổi khí gas trong khí quyển cho nhau – một câu trả lời hợp lý cho bí ẩn về khí nitrogen nói trên.

Những giả lập mà họ đã thực hiện thể hiện hai từ trường kết nối với nhau cho đến khoảng 3,5 triệu năm trước. Đây thực sự là một phát hiện thú vị, phù hợp với các mốc thời gian liên quan bầu khí quyển của Mặt trăng cũng như sức mạnh của từ trường Mặt trăng, vốn đã đạt đỉnh vào khoảng 4 tỷ năm trước, theo một nghiên cứu trước đó.

Nhóm nghiên cứu kỳ vọng rằng những mẫu mới được thu thập trong các sứ mệnh Mặt trăng sẽ mang lại cho họ nhiều thông tin hơn, đặc biệt là thông tin về các khu vực nằm ở vùng tối vĩnh cửu tại các cực của Mặt trăng. Các khu vực này có thể vẫn còn oxygen và nitrogen lấy từ khí quyển Trái đất, những thứ có lẽ đã bị tiêu diệt bởi bức xạ Mặt trời gay gắt ở các khu vực khác.

Các kết quả thu được từ nghiên cứu mới thực sự rất hữu ích, bởi chúng cho thấy những điều kiện để một hành tinh có sự sống có thể phụ thuộc vào rất nhiều thứ khác, chứ không chỉ xoay quanh việc một loại hành tinh nhất định (hành tinh đất đá) ở một khoảng cách nhất định (không quá nóng, không quá lạnh) xoay quanh một loại ngôi sao nhất định. Các nghiên cứu khác cho thấy sự hiện diện của một hành tinh khí gas khổng lồ trong cùng hệ thống cũng đóng vai trò quan trọng, bởi ảnh hưởng từ trọng lực của nó lên cả hành tinh và những vật thể nguy hiểm tiềm tàng trong vũ trụ bao la bên ngoài.

Tìm ra những đặc điểm nào của Trái đất và Thái Dương hệ đã đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành những điều kiện phù hợp cho sự sống sẽ giúp chúng ta thu hẹp được phạm vi tìm kiếm các sự sống ngoài hành tinh.

Nhưng biết rõ hơn về Mặt trăng cũng là điều rất quan trọng cho chính chúng ta.

"Hiểu được lịch sử của từ trường Mặt trăng sẽ giúp chúng ta hiểu không chỉ về khả năng xuất hiện của các bầu khí quyển sơ khai, mà còn hiểu về quá trình tiến hoá của bản thân Mặt trăng" – theo lời nhà thiên văn và nhà khoa học NASA David Draper.

"Nó cho chúng ta biết lõi Mặt trăng từng như thế nào – có thể ở một thời điểm nào đó trong lịch sử Mặt trăng, nó là sự kết hợp giữa kim loại lỏng và đặc – và đó là một mảnh ghép rất quan trọng trong bài toán về cách vận hành của Mặt trăng".

Minh.T.T (Theo ScienceAlert)

 

Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Mổ ấm siêu tốc 80.000 đồng và 500.000 đồng để xem khác nhau thế nào

2 Từ việc cắt bỏ củ sạc nhanh lộ ra “bộ mặt thật” của Apple

3 5 đế chế hùng mạnh nhất trong lịch sử nhân loại

4 5 điểm mới trên iPhone 12 mà điện thoại Android nên "vay mượn"

5 "Mổ" trạm BTS 5G của Huawei cho thấy đại gia công nghệ Trung Quốc phụ thuộc vào Mỹ như thế nào

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW