Trước sự ngạc nhiên của nhiều nhà khoa học hành tinh, hematite - một khoáng chất chứa ôxít sắt - đã được phát hiện trên các vùng có vĩ độ cao trên Mặt Trăng , theo một nghiên cứu được công bố mới đây trên tạp chí Science Advances do Shuai Li tại viện Địa vật lý và hành tinh học Hawaii (HIGP) thuộc Đại học Khoa Học và Công Nghệ Trái Đất và Đại dương UH Mānoa (SOEST) dẫn đầu.
Sắt là một chất phản ứng mạnh với oxy - tạo thành rỉ sắt có màu đỏ thường thấy trên Trái Đất. Tuy nhiên, bề mặt và bên trong Mặt Trăng gần như không có oxy, vậy nên kim loại sắt nguyên sinh rất phổ biến trên Mặt Trăng và sắt bị oxy hoá cao chưa từng được ghi nhận trong các mẫu trả về từ các sứ mệnh Apollo. Ngoài ra, hydro trong gió Mặt Trời còn thổi bay bề mặt Mặt Trăng, điều này diễn ra đối lập với quá trình oxy hoá. Vì vậy, sự hiện diện của các khoáng chất chứa sắt bị oxy hoá mạnh, chẳng hạn như hematit, trên Mặt Trăng là một khám phá đầy bất ngờ.
Li cho biết: “Giả thuyết của chúng tôi là hematit trên Mặt Trăng được hình thành thông qua quá trình oxy hoá của sắt trên bề mặt Mặt Trăng bởi oxy đến từ tầng cao khí quyển của Trái Đất, liên tục bị gió Mặt Trời thổi đến bề mặt Mặt Trăng khi Mặt Trăng nằm trong vùng từ quyển của Trái Đất trong suốt vài tỉ năm qua”
Để thực hiện khám phá này, Li cùng giáo sư Paul Lucey tại HIGP và các đồng tác giả từ phòng thí nghiệm phản lực của NASA (JPL) và các nơi khác đã phân tích dữ liệu phản xạ siêu quang phổ thu được bởi máy vẽ bản đồ khoáng vật Mặt Trăng (M3) được thiết kế bởi NASA JPL trên tàu Chandrayaan-1 của Ấn Độ.
Nghiên cứu mới này được lấy cảm hứng từ khám phá trước đây của Li về băng nước trên các vùng cực của Mặt Trăng năm 2018.
“Khi tôi kiểm tra dữ liệu của M3 tại các vùng cực, tôi nhận thấy một số đặc điểm và mẫu quang phổ khác với những gì chúng ta thấy ở vĩ độ thấp hơn hoặc các mẫu từ Apollo”, Li cho biết. “Tôi tò mò liệu có khả năng có phản ứng đá - nước trên Mặt trăng hay không. Sau nhiều tháng điều tra, tôi phát hiện ra mình đã nhìn thấy dấu hiệu của hematit.”
Nhóm nghiên cứu này đã tìm thấy các vị trí nơi hematit hiện diện có tương quan chặt chẽ với nước ở vĩ độ cao mà Li và những người khác đã tìm thấy trước đó và chúng tập trung nhiều hơn ở vùng luôn quay mặt về phía Trái Đất.
“Có nhiều hematit hơn trên Mặt Trăng ở vùng hướng về phía Trái Đất cho thấy nó có thể liên quan đến Trái Đất”, Li nói. “Điều này nhắc nhở tôi đến một phát hiện của sứ mệnh Kaguya của Nhật Bản rằng oxy từ tầng cao của khí quyển Trái Đất có thể được gió Mặt Trời thổi tới bề mặt của Mặt Trăng khi Mặt Trăng ở trong vùng từ quyển của Trái Đất. Vì vậy, oxy trong khí quyển của Trái Đất có thể là chất oxy hóa chính để tạo ra hematit . Tác động của nước và bụi giữa các hành tinh cũng có thể đóng những vai trò quan trọng."
Li cho biết: “Điều thú vị là hematit không hoàn toàn vắng mặt ở vùng phía xa của Mặt Trăng, nơi có thể chưa bao giờ tiếp cận được oxy của Trái Đất, mặc dù ít tiếp xúc hơn nhiều. Một lượng nước nhỏ (dưới 0,1%) quan sát được ở các vĩ độ cao của Mặt Trăng có thể đã tham gia đáng kể vào quá trình hình thành hematit ở phía xa của Mặt Trăng, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích hematit quan sát được trên một số tiểu hành tinh loại S nghèo nước.”
“Khám phá này sẽ định hình lại kiến thức của chúng ta về các vùng cực của Mặt Trăng,” Li nói. "Trái Đất có thể đã đóng một vai trò quan trọng đối với sự tiến hóa của bề mặt Mặt Trăng.”
Nhóm nghiên cứu hi vọng các sự mệnh ARTEMIS của NASA có thể đưa về các mẫu hematit từ các vùng cực. Các dấu hiệu hoá học của những mẫu này có thể xác nhận giả thuyết của họ liệu Hematit trên Mặt Trăng có bị oxy hoá bởi oxy đến từ Trái Đất hay không và có thể giúp tiết lộ quá trình tiến hoá của bầu khí quyển Trái Đất trong hàng tỉ năm qua.
Chung Nguyen
Theo Science Daily
