Bí ẩn bên trong lõi Mặt Trăng

Một nghiên cứu khoa học được công bố gần đây cho thấy phần lõi bên trong của Mặt Trăng thực chất là một quả cầu đặc có mật độ cứng tương tự như sắt. Các nhà nghiên cứu tin tưởng phát hiện này sẽ giúp giải quyết những cuộc tranh luận lâu dài về việc liệu phần lõi bên trong của Mặt trăng là thể rắn hay nóng chảy. Đồng thời dẫn đến sự hiểu biết chính xác hơn về lịch sử của Mặt trăng và nói rộng hơn là lịch sử của Hệ Mặt trời.

Một nhóm nghiên cứu do nhà thiên văn học Arthur Briaud thuộc Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp dẫn đầu chính là tác giả của công bố chính thức này. Việc thăm dò thành phần bên trong của các vật thể trong Hệ Mặt trời được thực hiện một cách hiệu quả nhất thông qua phương thức phân tích dữ liệu địa chấn. Cách sóng âm do động đất tạo ra và phản xạ của chúng từ vật chất bên trong đã giúp các nhà khoa học vẽ ra được bản đồ chi tiết về bên trong lõi Mặt Trăng.

Trước đó, nhóm nghiên cứu đã tình cờ có được dữ liệu địa chấn trên Mặt Trăng do sứ mệnh Apollo thu thập, nhưng độ phân giải của nó quá thấp để xác định chính xác trạng thái. Những phân tích từ dữ liệu không rõ ràng này đã tạo ra nhiều cuộc tranh luận với nhiều giả thuyết khác nhau.

Với quyết tâm làm rõ vấn đề, Briaud và các đồng nghiệp của ông đã tích cực thu thập dữ liệu từ rất nhiều các chuyến thám hiểm sứ mệnh không gian và các thí nghiệm đo khoảng cách laser trên Mặt Trăng để biên soạn một hồ sơ về các đặc điểm khác nhau. Chúng bao gồm mức độ biến dạng của Mặt Trăng do tương tác hấp dẫn với Trái đất hay sự thay đổi khoảng cách của của hành tinh này với Trái đất.

Tiếp theo, họ tiến hành lập mô hình với nhiều loại lõi khác nhau để tìm ra loại nào phù hợp nhất với dữ liệu quan sát. Qua đó, nhóm nghiên cứu đã có một số phát hiện thú vị.

Thứ nhất, các mô hình gần giống nhất với những gì chúng ta biết về Mặt trăng mô tả sự đảo lộn tích cực ở sâu bên trong lớp phủ bên ngoài. Điều này có nghĩa là vật chất đậm đặc có khuynh hướng tích tụ về phía trung tâm lõi Mặt Trăng. Trong khi, vật chất nhẹ hơn sẽ bay lên trên. Hoạt động này từ lâu đã được đề xuất như một cách giải thích sự hiện diện của một số nguyên tố trong vùng núi lửa của Mặt Trăng.

Và họ phát hiện ra rằng lõi Mặt Trăng rất giống với lõi Trái đất với lớp chất lỏng bên ngoài và lõi bên trong rắn chắc. Theo mô hình của họ, lõi ngoài có bán kính khoảng 362 km (225 dặm) và lõi trong có bán kính khoảng 258 km (160 dặm). Đó là khoảng 15 phần trăm toàn bộ bán kính của Mặt trăng.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy lõi bên trong cũng có mật độ khoảng 7.822 kg/m3. Tỷ trọng đó rất gần với mật độ của sắt.

Thật kỳ lạ, vào năm 2011, một nhóm do nhà khoa học hành tinh Renee Weber của NASA dẫn đầu đã tìm thấy một kết quả tương tự bằng cách sử dụng các kỹ thuật địa chấn hiện đại lúc bấy giờ trên dữ liệu Apollo để nghiên cứu lõi mặt trăng. Họ tìm thấy bằng chứng về một lõi bên trong rắn có bán kính khoảng 240 km và mật độ khoảng 8.000 kg/m3.

Briaud và nhóm của ông cho biết kết quả của họ là sự xác nhận cho những phát hiện trước đó và tạo thành một kết luận khá chắc chắn về việc lõi mặt trăng giống lõi Trái đất. Và điều này có một số ý nghĩa thú vị đối với tiến trình khám phá sự tiến hóa của Mặt Trăng.

Qua đó, con người có thể biết rằng không lâu sau khi hình thành, Mặt Trăng có lớp từ trường cực mạnh và bắt đầu suy giảm mức từ trường này vào khoảng 3,2 tỷ năm trước. Từ trường như vậy được tạo ra bởi chuyển động và sự đối lưu trong lõi, do đó, cấu tạo của lõi Mặt Trăng có liên quan sâu sắc đến cách thức và lý do khiến từ trường biến mất.