Mặt Trăng đang bị gỉ sét, tất cả là lỗi của Trái Đất

Sắt trên Mặt Trăng bị oxy hóa và biến đổi thành hematit. Ảnh: NASA.

Một nghiên cứu mới được công bố trên tờ Geophysical Research Letters vào đầu tháng 9 vừa qua cho thấy oxy rò rỉ từ Trái Đất nhiều khả năng là nguyên nhân khiến sắt trên Mặt Trăng bị oxy hóa, biến đổi thành hematit (Fe₂O₃). Hiện tượng này còn được gọi là gỉ sét và tập trung chủ yếu ở các vùng cực của Mặt Trăng.

Các thí nghiệm mô phỏng cũng chỉ ra rằng đây là lời giải thích duy nhất cho sự phong phú của hematit trên Mặt Trăng và cả quy luật phân bố của nó. Đồng thời, thí nghiệm cũng mở ra góc nhìn mới về sự trao đổi hóa học phức tạp giữa Trái Đất và vệ tinh duy nhất của hành tinh.

Trái Đất "có lỗi"

Hematit được phát hiện trên Mặt Trăng từ vài năm trước và đã gây nhiều bất ngờ cho giới khoa học.

Trên Trái Đất, khoáng vật này phổ biến vì hình thành từ quá trình oxy hóa sắt. Nhưng Mặt Trăng hầu như không có oxy do chỉ sở hữu ngoại quyển cực mỏng, lại liên tục bị bắn phá bởi hydro từ gió Mặt Trời - thứ vốn được coi là chất khử, ngăn cản quá trình oxy hóa.

Giả thuyết được đưa ra là Trái Đất đã cung cấp nguồn oxy cần thiết cho vệ tinh. Gió Mặt Trời tác động khiến từ quyển Trái Đất bị kéo dài thành “đuôi từ quyển”, chứa cả các hạt thoát ra từ khí quyển.

Vào thời điểm trăng tròn, khi Mặt Trăng đi qua khu vực này và nằm trong bóng Trái Đất, khoảng 99% gió Mặt Trời bị chặn lại, trong khi các ion oxy từ Trái Đất lại ồ ạt va chạm với bề mặt vệ tinh.

Điều này đồng nghĩa với việc khoảng 5 ngày mỗi tháng, Mặt Trăng sẽ trải qua điều kiện giàu oxy nhưng ít hydro. Nhóm nghiên cứu do nhà khoa học hành tinh Xiandi Zeng thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Macau (Trung Quốc) cho rằng đây chính là “công thức” thích hợp để hình thành hematit.

Để kiểm chứng suy đoán này, nhóm nghiên cứu đã bắn ion oxy vào các khoáng chất giàu sắt tương tự với những thành phần trên Mặt Trăng như pyroxen, olivin, ilmenit, troilit và cả thiên thạch sắt.

Kết quả cho thấy sắt kim loại, ilmenit và troilit có thể bị oxy hóa, trong đó sắt kim loại chịu tác động mạnh nhất, trong khi các silicat chứa sắt hoàn toàn không tạo thành hematit.

Các nhà khoa học khẳng định “gió Trái Đất” chính là tác nhân thúc đẩy quá trình oxy hóa trên Mặt Trăng. Đồng thời, thí nghiệm cũng chỉ ra hydro năng lượng cao có thể đảo ngược quá trình oxy hóa, nhưng hydro năng lượng thấp từ gió Mặt Trời thì không.

Điều này giải thích vì sao hematit không bị triệt tiêu và thường tập trung ở vùng cực, nơi đuôi từ quyển dẫn oxy tới và đẩy hydro ra xa.

Sơ đồ minh họa "công thức" tạo ra hematit trên Mặt Trăng. Ảnh: NASA.

Thêm nhiều lý giải mới

Phát hiện này còn giúp lý giải mối liên hệ giữa hematit và nước. Trong các thí nghiệm khử, nhóm nghiên cứu nhận thấy khi hydro năng lượng cao tác động lên hematit, oxy tách khỏi sắt và kết hợp với hydro tạo thành nước. Điều đó cho thấy nước được phát hiện ở gần hematit trên Mặt Trăng có thể chỉ là sản phẩm phụ của quá trình khử.

Các nhà khoa học nhận định hematit trên Mặt Trăng có thể lưu giữ lịch sử oxy trong khí quyển Trái Đất, vốn bắt đầu từ Sự kiện Oxy hóa Lớn (Great Oxygenation Event, hay còn gọi là thảm họa oxy) cách đây khoảng 2,4 tỷ năm.

"Sự hình thành hematit (và có thể cả magnetit) dưới tác động của gió Trái Đất cho thấy quá trình trao đổi vật chất giữa Trái Đất và Mặt Trăng đã diễn ra liên tục hơn 4 tỷ năm, nhờ tương tác giữa các từ quyển gắn kết của hai thiên thể", nhóm nghiên cứu viết.

Theo các chuyên gia, kết quả này thôi thúc họ tiếp tục nghiên cứu về tương tác giữa đất Mặt Trăng với plasma ngoài không gian. Quan trọng hơn, việc tàu Chandrayaan-3 của Ấn Độ mới đây thành công đặt chân đến Mặt Trăng, cùng với sứ mệnh Chang’E-7 của Trung Quốc sắp hướng tới cực nam của vệ tinh Trái Đất, cũng mở ra những cơ hội đầy hứa hẹn để hiểu rõ hơn về lịch sử gắn bó của hai thiên thể.