Trong nhiều năm trước khi tàu vũ trụ hạ cánh xuống Mặt Trăng, các nhà thiên văn học đã cảm thấy bối rối và tò mò về cấu trúc bên trong vệ tinh tự nhiên của Trái Đất. Trong nửa đầu thế kỷ 20, đã có một cuộc thảo luận về việc liệu Mặt Trăng chỉ là một vật thể đá tương tự như các mặt trăng của Sao Hỏa hay liệu nó có địa chất bên trong phức tạp hơn hay không. Bây giờ, cuộc tranh luận cuối cùng đã được giải quyết.
Mặt Trăng là vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất, và được con người biết đến từ thời tiền sử. Tuy nhiên, Mặt Trăng vẫn tồn tại nhiều bí ẩn mà cho đến nay chúng ta chưa thể giải đáp. Một trong số đó là cuộc tranh luận kéo dài hàng thế kỷ liên quan tới lõi của Mặt Trăng tồn tại ở dạng nào.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển các mô hình của Mặt Trăng và nhận thấy nó có lõi bên ngoài lỏng và lõi bên trong rắn, tương tự như Trái Đất. Lõi bên trong của Mặt Trăng được tạo thành từ thứ kim loại có tỷ trọng tương tự như mật độ của sắt tại Trái Đất và có đường kính khoảng 500 km, chiếm khoảng 15% tổng đường kính của Mặt Trăng. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature.
"Kết quả của nghiên cứu này đã đặt ra một câu hỏi mới về sự tiến hóa của từ trường Mặt Trăng. Nhờ vào việc chứng minh được sự tồn tại của lõi bên trong Mặt Trăng nghiên cứu này và những nghiên cứu về sau chắc chắn sẽ mang lại những hiểu biết đáng kể về dòng thời gian của hình thành và tiến hóa của Mặt Trăng trong một tỷ năm đầu tiên của Hệ Mặt tTrời", các nhà nghiên cứu đã viết trong bài báo của họ.
Cấu trúc bên trong của Mặt Trăng được phân tách thành ba thành phần khác biệt về mặt hóa địa chất là lớp vỏ, lớp phủ và lõi. Lõi Mặt Trăng có ít nhất một phần nóng chảy, có độ dẫn điện cao và khối lượng riêng lớn hơn lớp phủ. Tuy nhiên thành phần hóa học của lõi Mặt Trăng chưa được xác định chắc chắn.
Cấu trúc đáng kinh ngạc của Mặt Trăng
Việc xem xét thành phần bên trong của các vật thể trong Hệ Mặt Trời được thực hiện tốt nhất thông qua dữ liệu địa chấn. Điều này là do cách sóng địa chấn (về cơ bản là sóng âm) lan truyền khác nhau qua các vật liệu khác nhau.
Vì vậy, những sóng này được tạo ra bởi các trận động đất di chuyển qua bên trong một hành tinh (hoặc mặt trăng), và cường độ của nó sẽ tùy thuộc vào những gì chúng đi qua. Ở thời điểm hiện tại, các nhà khoa học đã có dữ liệu địa chấn Mặt Trăng từ sứ mệnh Apollo, nhưng độ phân giải của chúng vẫn không đủ cao để xác định trạng thái của lõi.
Giới nghiên cứu cho rằng Mặt Trăng từng tồn tại từ trường rất mạnh, lớn hơn Trái Đất khoảng 100 lần, nhưng bắt đầu suy giảm từ khoảng 3,2 tỷ năm trước.
Loạt ảnh màu thời nhà Thanh: Nữ quý tộc lần đầu khoe “chân gót sen”, người đàn ông làm công việc của phụ nữ
Khai quật lăng mộ cháu gái Võ Tắc Thiên, xuất hiện một người đàn ông: Hơn 1.200 năm sau bí mật cái chết mới được sáng tỏ
Khang Hi lần đầu ăn socola, nhìn hướng dẫn hơn 900 từ, hoàng đế đã nói gì?
Và để giải mã được cấu trúc bên trong Mặt Trăng, một nhóm các nhà nghiên cứu người Pháp đã thu thập dữ liệu từ các sứ mệnh không gian và các thí nghiệm về phạm vi laser của Mặt Trăng, đồng thời tạo ra một hồ sơ về các đặc điểm của Mặt Trăng. Chúng bao gồm mật độ và sự thay đổi khoảng cách của nó với Trái Đất. Sau đó, họ lập mô hình với các loại lõi để tìm ra loại nào phù hợp nhất với dữ liệu quan sát.
Điều này cho phép nhóm thực hiện một số phát hiện. Đầu tiên, họ phát hiện ra rằng vật chất sẽ trở nên dày đặc hơn bên trong Mặt Trăng khi di chuyển về phía trung tâm và vật chất ít đặc hơn sẽ bị đẩy lên trên. Điều này trước đây đã được các nhà nghiên cứu đề xuất như một cách giải thích sự hiện diện của một số nguyên tố trong các vùng núi lửa của Mặt Trăng. Nhưng đó chỉ là một phần của bức tranh toàn cảnh về cấu trúc thực sự của Mặt Trăng.
Theo mô hình được tạo ra dựa trên các dữ liệu từ sứ mệnh Apollo, phần lõi Mặt Trăng bao gồm lớp chất lỏng bao phủ bên ngoài và phần lõi rắn chắc bên trong. Tại đó, phần lõi ngoài có bán kính khoảng 362 km và lõi trong có bán kính khoảng 258 km.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng lõi của Mặt Trăng rất giống với lõi của Trái Đất, với lớp chất lỏng bên ngoài và lõi bên trong rắn chắc. Lõi có đường kính khoảng 500 km, tương đương 15% chiều rộng của Mặt Trăng. Điều trùng hợp là, vào năm 2011, một nhóm do các chuyên gia của NASA dẫn đầu đã tìm thấy kết quả gần như tương tự bằng cách sử dụng các kỹ thuật địa chấn học trên dữ liệu Apollo để nghiên cứu lõi Mặt Trăng.
Mặc dù phát hiện này mang lại cho chúng ta những hiểu biết nhất định về cấu trúc của Mặt Trăng, nhưng vẫn còn nhiều bí ẩn khác về vệ tinh tự nhiên này chưa được giải quyết, chẳng hạn như điều gì đã xảy ra với từ trường của nó. Không lâu sau khi được hình thành, Mặt Trăng có một từ trường cực mạnh, nhưng sau đó từ trường này bắt đầu suy giảm từ khoảng 3,2 tỷ năm trước.
Nghiên cứu cũng tìm thấy bằng chứng về một hiện tượng thú vị khác, có tên gọi "lật ngược lớp vỏ", xảy ra trên Mặt Trăng. Nói theo một cách đơn giản, đây là ý tưởng cho rằng vật chất từ lớp phủ, lớp giữa và lõi bên ngoài của Mặt Trăng bị xáo trộn khá nhiều.
Trong tương lai, chúng ta có thể sẽ có nhiều dữ liệu hơn về Mặt Trăng để nghiên cứu, vì các cơ quan chính phủ và các công ty vũ trụ tư nhân đang thực hiện các sứ mệnh Mặt Trăng mới của họ. NASA hy vọng sẽ cử 4 phi hành gia trong sứ mệnh Artemis II vào năm 2024 bay gần Mặt Trăng, trong khi các công ty như ispace, Astrobotic và Intuitive Machines cũng có kế hoạch của riêng mình.
