Phát hiện chấn động: Mặt trăng vẫn đang 'ăn' các phân tử từ khí quyển Trái đất

3 giờ trướcBài gốc

Nghiên cứu mới cho rằng Trái đất vẫn bị bão Mặt trời bào mòn bầu khí quyển, dù có lưới từ trường bảo vệ. (Nguồn: CNN)

Theo một nghiên cứu vừa được công bố, các phân tử thuộc về bầu khí quyển Trái đất đã bị gió Mặt trời cuốn ra ngoài không gian và rơi xuống Mặt trăng. Quá trình này kéo dài suốt hàng tỷ năm qua và rất nhiều phân tử khí của Trái đất đã hòa trộn vào lớp đất trên bề mặt của Mặt trăng.

Nghiên cứu đem lại góc nhìn mới cho một câu hỏi đã tồn tại suốt hơn nửa thế kỷ qua, đó là vì sao nhiều mẫu đất Mặt trăng đưa về Trái đất lại có chứa dấu vết của các chất như nước, carbon dioxide (CO2), khí heli và nitơ.

Những nghiên cứu ban đầu cho rằng Mặt trời là nguồn gốc tạo ra một phần các chất này. Tuy nhiên vào năm 2005, các nhà khoa học tại Đại học Tokyo đề xuất rằng chúng cũng có thể đã xuất phát từ bầu khí quyển của Trái đất vào thời kỳ non trẻ. Đây là giai đoạn cách nay khoảng 3,7 tỷ năm, trước khi hành tinh của chúng ta hình thành được một lưới từ trường bao quanh nó.

Khi đó, các tác giả cho rằng ngay khi hình thành, lưới từ trường sẽ ngăn chặn việc bão Mặt trời cuốn các phân tử đi khỏi Trái đất. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đảo ngược giả định này khi cho rằng từ trường Trái đất có thể đã hỗ trợ, chứ không phải ngăn cản, quá trình các hạt trong bầu khí quyển của chúng ta được chuyển sang Mặt trăng. Họ còn cho rằng quá trình này vẫn tiếp diễn cho đến tận ngày nay.

“Điều này có nghĩa Trái đất đã liên tục cung cấp các khí dễ bay hơi như oxy và nitơ cho đất trên Mặt trăng,” Eric Blackman, đồng tác giả nghiên cứu, người cũng là giáo sư Khoa Vật lý và Thiên văn tại Đại học Rochester (bang New York), cho biết.

“Từ lâu nay, người ta vẫn cho rằng Mặt trăng ban đầu hình thành từ một vụ va chạm thiên thạch với Trái đất sơ khai và trong quá trình đó đã xảy ra sự pha trộn mạnh các chất dễ bay hơi từ Trái đất sang Mặt trăng,” ông viết trong thư điện tử gửi tới trang tin CNN. “Kết quả của chúng tôi cho thấy sự chia sẻ các chất dễ bay hơi này vẫn tiếp diễn, ngay cả hàng tỷ năm sau (quá trình hình thành Mặt trăng).”

Sự hiện diện của các nguyên tố hữu ích như oxy và hydro trên bề mặt Mặt trăng có thể là yếu tố thu hút nhiều sự quan tâm, nhất là với các quốc gia đang đặt mục tiêu thăm dò Mặt trăng trở lại. “Các nhiệm vụ trên Mặt trăng, và xa hơn là những khu định cư có thể hình thành trên Mặt trăng trong tương lai, sẽ cần tới các nguồn tài nguyên giúp đảm bảo việc tự duy trì,” Blackman nhận xét.

“Chẳng hạn, người ta đã nghiên cứu cách xử lý nước trong lớp bụi của Mặt trăng và tách hydro, oxy từ nước để tạo nhiên liệu. Cũng có các nghiên cứu khác về nhiên liệu dựa trên chất amoniac, hay việc tận dụng lượng nitơ được gió Mặt trời mang tới Mặt trăng. Vì vậy, vật chất do gió Mặt trời mang tới Mặt trăng trở thành một phần của nguồn tài nguyên tại chỗ mà những nghiên cứu như thế có thể khai thác.”

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học sử dụng mô phỏng máy tính để đánh giá hai kịch bản. Một kịch bản cho rằng gió Mặt trời mạnh, cụm từ mô tả dòng hạt vũ trụ tốc độ cao bắn ra từ Mặt trời, tác động tới Trái đất không có lưới từ trường bao quanh. Kịch bản còn lại đặt ra giả thuyết gió Mặt trời yếu hơn và Trái đất đã sở hữu lưới từ trường mạnh.

Hai kịch bản này tương ứng với trạng thái cổ đại và hiện đại của hành tinh chúng ta. Kết quả mô phỏng cho thấy kịch bản Trái đất hiện đại tỏ hiệu quả hơn trong việc vận chuyển các phân tử khí từ bầu khí quyển sang Mặt trăng. Các nhà nghiên cứu cũng so sánh kết quả mô phỏng với dữ liệu thu trực tiếp từ nhiều phân tích đất Mặt trăng thực hiện trong những nghiên cứu trước đây.

“Chúng tôi đã sử dụng các mẫu đất Mặt trăng được lấy về từ những nhiệm vụ Apollo 14 và 17 để kiểm chứng kết quả,” Shubhonkar Paramanick, nghiên cứu sinh tại Khoa Vật lý và Thiên văn của Đại học Rochester, cho biết. Paramanick là tác giả chính của nghiên cứu, được công bố vào tháng 12 năm ngoái trên tạp chí Nature Communications Earth & Environment.

Cần biết rằng lưới từ trường Trái đất hình thành bởi các dòng điện sinh ra từ sự chuyển động của sắt và niken nóng chảy nằm trong lớp lõi ngoài của Trái đất. Lưới từ trường vươn xa vào không gian, tạo thành một lá chắn gây chệch hướng phần lớn các cơn gió Mặt trời, giúp làm giảm hiện tượng bào mòn khí quyển.

Khi từ trường tương tác với gió Mặt trời, nó tạo ra từ quyển. Đây là một cấu trúc giống sao chổi với phần đầu bị nén lại và có một chiếc “đuôi” kéo dài. Khi các hạt từ gió Mặt trời được dẫn đi dọc theo các đường sức từ nằm gần hai cực Trái đất, chúng ta sẽ thấy hiện tượng cực quang, hay còn gọi là ánh sáng phương Bắc và phương Nam.

Tuy nhiên hình dạng của từ quyển lý giải vì sao gió Mặt trời vẫn có thể tước đi một phần các hạt trong bầu khí quyển Trái đất và đẩy chúng ra không gian.

“Lưới từ trường không có tác dụng như một lá chắn bảo vệ hoàn toàn vì hai lý do. Có có áp suất và theo cách nào đó thì góp phần khiến bầu khí quyển Trái Đất phình ra đôi chút. Việc này đã khiến gió Mặt trời tiếp cận khí quyển Trái đất dễ hơn,” ông nói. “Khi Mặt trăng ở thời điểm trăng tròn, nó sẽ đi vào một vùng gọi là ‘đuôi từ’, nơi từ trường mở ra một kênh khiến cho vật chất khí quyển bị thổi thẳng tới Mặt trăng."

Mỗi tháng, Mặt trăng sẽ đi qua đuôi từ trong vài ngày. Kết quả là các hạt từ khí quyển Trái đất sẽ rơi xuống bề mặt Mặt trăng và nằm lẫn với đất của thiên thể này, do nó không có khí quyển để giữ chúng lại.

Theo nghiên cứu, việc hiểu rõ lịch sử tương tác giữa Mặt trăng và Trái đất là yếu tố rất quan trọng, vì nó giúp cung cấp một hồ sơ hóa học quý giá. Thông qua việc phân tích đất Mặt trăng, chúng ta có thể hiểu thêm về bầu khí quyển cổ xưa của Trái đất. Theo Blackman, thành phần khí quyển có liên quan mật thiết đến sự tiến hóa của sự sống ở các giai đoạn khác nhau trong lịch sử Trái đất.

Theo đánh giá của Simeon Barber, nghiên cứu viên cao cấp tại Đại học Mở (Anh,) Mặt trăng lưu giữ những manh mối về lịch sử và quá trình tiến hóa của Trái đất, và nghiên cứu mới càng củng cố nhận định đó. Barber cho rằng công trình mới sẽ hỗ trợ việc phân tích kết quả thu được từ các tàu đổ bộ robot lên Mặt trăng trong tương lai, khi các thiết bị này có thể đo trực tiếp các nguyên tố dễ bay hơi trong lớp bụi của Mặt trăng./.

(Vietnam+)

Nguồn VietnamPlus : https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-chan-dong-mat-trang-van-dang-an-cac-phan-tu-tu-khi-quyen-trai-dat-post1088442.vnp