Trung Quốc có phát hiện mới về sự khác biệt giữa hai nửa Mặt Trăng

Phát hiện mới nhờ tàu thăm dò Thường Nga - 6 đã cung cấp thêm bằng chứng khoa học giúp lý giải sự khác biệt rõ rệt về địa hình, thành phần vật chất và cấu trúc giữa nửa gần và nửa xa của Mặt Trăng - một bí ẩn lâu nay thu hút sự quan tâm của giới khoa học.

Do Mặt Trăng bị khóa thủy triều với Trái Đất, chu kỳ tự quay của thiên thể này bằng với chu kỳ quay quanh Trái Đất. Vì vậy, từ Trái Đất, con người luôn quan sát thấy cùng một phía của Mặt Trăng. Tuy nhiên, hai nửa của vệ tinh tự nhiên này có diện mạo rất khác nhau. Nửa gần nổi bật với những đồng bằng bazan rộng lớn, tối màu, thường được gọi là các "biển" Mặt Trăng. Trái lại, nửa xa chủ yếu là các vùng cao nguyên sáng màu, với số lượng "biển" ít hơn đáng kể. Sự tương phản này đặt ra câu hỏi lớn đối với giới khoa học: Vì sao Mặt Trăng lại có "hai gương mặt" khác biệt đến vậy?

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học nghiên cứu quá trình hình thành và tiến hóa ban đầu của Mặt Trăng chủ yếu dựa trên mô hình "đại dương magma Mặt Trăng". Theo mô hình này, Mặt Trăng thời kỳ sơ khai từng được bao phủ bởi một lớp vật chất nóng chảy. Khi "đại dương" magma nguội dần và kết tinh, các thành phần vật chất được phân tách, qua đó hình thành lớp vỏ, lớp phủ cùng những nguồn magma có đặc điểm hóa học và đồng vị khác nhau.

Mô hình này giúp giải thích nhiều đặc điểm hóa học của các loại đá Mặt Trăng. Tuy nhiên, một hạn chế lớn trong các nghiên cứu trước đây là những mẫu vật con người có trong tay đều được thu thập từ nửa gần. Trong khi đó, các quan sát từ xa cho thấy nửa gần và nửa xa có những khác biệt đáng kể không chỉ về địa hình mà cả thành phần và cấu trúc bên trong.

Sứ mệnh Thường Nga - 6 của Trung Quốc đã tạo ra bước ngoặt khi lần đầu tiên trong lịch sử đưa mẫu vật từ nửa xa của Mặt Trăng về Trái Đất, mở ra cơ hội trực tiếp kiểm chứng các mô hình về quá trình hình thành và tiến hóa của thiên thể này.

Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Địa chất, Học viện Khoa học Địa chất Trung Quốc đã tập trung phân tích các loại đá nóng chảy do va chạm giàu fenspat trong mẫu đất Mặt Trăng do Thường Nga - 6 thu thập. Các nhà khoa học sử dụng hệ thống đầu dò ion đầu tiên do Trung Quốc tự phát triển để tiến hành phân tích toàn diện với độ chính xác cao. Mục tiêu là kiểm nghiệm mô hình đại dương magma Mặt Trăng, đồng thời tìm hiểu cách những vụ va chạm thiên thể quy mô lớn trong quá khứ đã làm thay đổi các kho vật chất trong lớp vỏ và lớp phủ Mặt Trăng.

Kết quả phân tích đã cung cấp những manh mối quan trọng về lịch sử tiến hóa của Mặt Trăng. Theo nhóm nghiên cứu, sự khác biệt rõ rệt giữa nửa gần và nửa xa có thể liên quan đến vụ va chạm thiên thể khổng lồ từng hình thành bồn địa Nam Cực - Aitken ở nửa xa. Đây là một trong những cấu trúc va chạm nổi bật nhất trên Mặt Trăng và cũng là khu vực nơi tàu Thường Nga - 6 thực hiện nhiệm vụ lấy mẫu.

Theo kết quả nghiên cứu, vụ va chạm khổng lồ này không chỉ tạo ra một cấu trúc địa chất quy mô lớn trên bề mặt, mà còn tiếp tục tác động sâu sắc tới lớp vỏ và phần trên của lớp phủ sau khi đại dương magma Mặt Trăng đã đông đặc. Quá trình này có thể đã làm thay đổi căn bản thành phần vật chất tại một số khu vực ở nửa xa. Điều đó đồng nghĩa sự khác biệt giữa hai nửa Mặt Trăng có thể không chỉ bắt nguồn từ quá trình phân dị vật chất ban đầu khi thiên thể này còn ở trạng thái nóng chảy, mà còn chịu tác động mạnh của những biến cố địa chất xảy ra sau đó.

Phát hiện mới vì thế bổ sung một yếu tố quan trọng cho mô hình đại dương magma truyền thống. Theo nhóm nghiên cứu, sự hình thành và bảo tồn các kho vật chất trong lớp vỏ và lớp phủ Mặt Trăng có thể diễn ra rất khác nhau giữa từng khu vực, thay vì tuân theo một quá trình đồng nhất trên toàn bộ thiên thể. Nhận định này có ý nghĩa đối với việc tái dựng lịch sử địa chất của Mặt Trăng. Nếu những vụ va chạm khổng lồ có khả năng tái cấu trúc sâu lớp vỏ và lớp phủ, các đặc điểm hóa học quan sát được ngày nay có thể là kết quả của cả quá trình phân dị nguyên thủy lẫn hàng tỷ năm biến đổi do các sự kiện va chạm sau đó.

Các mẫu vật của Thường Nga - 6 đặc biệt có giá trị trong việc giải quyết câu hỏi này bởi đây là lần đầu tiên giới khoa học có mẫu đất đá trực tiếp từ nửa xa để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Thường Nga - 6 đã hoàn thành sứ mệnh lịch sử vào năm 2024, đưa 1.935,3 g mẫu vật từ Mặt Trăng trở về Trái Đất. Các mẫu được thu thập tại bồn địa Nam Cực - Aitken, qua đó cung cấp nguồn dữ liệu chưa từng có để giới khoa học nghiên cứu thành phần vật chất và lịch sử địa chất của khu vực lâu nay chỉ có thể khảo sát chủ yếu bằng các thiết bị quan sát từ xa.

Những nghiên cứu đối với mẫu vật Thường Nga - 6 đang từng bước bổ sung các mảnh ghép cho bức tranh về quá trình tiến hóa của Mặt Trăng. Việc so sánh dữ liệu từ nửa xa với những mẫu vật trước đây thu được ở nửa gần có thể giúp xác định những quá trình địa chất nào diễn ra trên phạm vi toàn cầu và những quá trình nào chỉ mang tính khu vực.

Theo các nhà nghiên cứu, kết quả mới cung cấp thêm bằng chứng khoa học để lý giải hiện tượng bất đối xứng giữa hai nửa Mặt Trăng, đồng thời cho thấy lịch sử tiến hóa của vệ tinh tự nhiên này có thể phức tạp hơn so với cách giải thích dựa trên một mô hình phân dị đại dương magma đồng nhất.