Các nhà khoa học cuối cùng có thể đã đưa ra lời giải thích cho một trong những bí ẩn lâu năm nhất của chương trình Apollo: tại sao một số loại đá được mang trở lại từ bề mặt Mặt Trăng dường như được hình thành bên trong một từ trường mạnh như trên Trái đất.
Mặt trăng không có từ trường mạnh
Các nhà khoa học tin rằng, bên trong Mặt trăng nguội đi khá nhanh và đồng đều sau khi nó hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, có nghĩa là nó không có từ trường mạnh - và nhiều nhà khoa học tin rằng điều đó chưa bao giờ xảy ra.
Làm thế nào sau đó, một số tảng đá 3 tỷ năm tuổi được lấy lại trong các sứ mệnh Apollo từ năm 1968 đến năm 1972 của NASA trông giống như chúng được tạo ra bên trong một trường địa từ đủ mạnh để cạnh tranh với Trái đất, trong khi những tảng khác hầu như không có bất kỳ dấu ấn từ tính nào?
Phi hành gia trên tàu vũ trụ Appolo 17 bước xuống bề mặt Mặt trăng và dùng máy cào xúc đất, đá.
Alexander Evans, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Brown, cho biết: "Mọi thứ mà chúng ta đã nghĩ về cách từ trường được tạo ra bởi lõi hành tinh cho chúng ta biết rằng, một thiên thể có kích thước bằng Mặt trăng sẽ không thể tạo ra một trường mạnh như Trái đất".
Các nhà khoa học đã đưa ra một loạt các giải thích tiềm năng trong 50 năm qua cho sự khác biệt kỳ lạ này.
Có lẽ, sau khi hình thành, Mặt trăng không đóng băng nhanh như suy nghĩ ban đầu; hoặc có thể tương tác hấp dẫn của Mặt trăng với Trái đất khiến nó dao động phóng đại, lắc lư xung quanh bên trong làm mát để tăng từ trường của nó.
Các vụ va chạm khởi động lõi Mặt trăng
Một ý kiến khác cho rằng, các tiểu hành tinh đã bắn phá Mặt trăng quá nhiều, các vụ va chạm đã khởi động lõi Mặt trăng vào hoạt động thích hợp.
Giờ đây, Evans và đồng tác giả Sonia Tikoo-Schantz, một nhà địa vật lý tại Đại học Stanford, đã đưa ra một giải thích hoàn toàn mới, được công bố trên tạp chí Nature Astronomy vào ngày 13/ 1 .
Evans nói: “Thay vì nghĩ về cách cung cấp năng lượng cho một từ trường mạnh liên tục trong hàng tỷ năm, có thể có một cách để tạo ra một trường cường độ cao không liên tục”.
Trong vài tỷ năm đầu tiên của vòng đời Mặt trăng, rất lâu trước khi phần lớn nó đóng băng bên trong chỉ để lại một lõi sắt nhỏ bên trong được bao bọc bởi một phần lõi bên ngoài nóng chảy, bạn đồng hành trên quỹ đạo của chúng ta là một đại dương đá nóng chảy.
Tuy nhiên, điều quan trọng là lõi của Mặt trăng không nóng hơn đáng kể so với lớp phủ bên trên nó, nghĩa là có rất ít sự đối lưu giữa hai Mặt trăng xảy ra. Thực tế là, các chất nóng chảy của Mặt trăng không thể trộn vào bên trong nó, có nghĩa là nó không thể có từ trường ổn định như của Trái đất.
Mặt trăng tạo ra một trường ngắt quãng mạnh
Thế nhưng, các nhà nghiên cứu nói rằng, Mặt trăng có thể đã tạo ra một trường ngắt quãng mạnh. Khi Mặt trăng nguội đi theo thời gian, các khoáng chất chứa bên trong magma nóng của nó sẽ nguội đi với tốc độ khác nhau. Những khoáng chất đậm đặc nhất - olivin và pyroxene - sẽ lạnh đi và chìm xuống trước, còn magma ít đậm đặc hơn, chứa titan cùng với các nguyên tố sinh nhiệt như kali, thori và uranium, sẽ bốc lên ngay bên dưới lớp vỏ và mất nhiệt sau đó trên.
Sau khi làm lạnh đến mức kết tinh, tảng đá chứa titan sẽ nặng hơn nhiều chất rắn bên dưới, khiến nó chìm từ từ nhưng không thể tránh khỏi về phía lõi nóng chảy bên ngoài.
Bằng cách nghiên cứu thành phần đã biết của Mặt trăng và đưa ra một phỏng đoán có tính toán về độ nhớt lớp phủ trong quá khứ của nó - hoặc magma của nó có thể khuấy động dễ dàng như thế nào - các nhà khoa học ước tính rằng titan chìm trên mặt trăng sẽ vỡ thành những khối nhỏ có chiều ngang 37 dặm (60km) và chìm với nhiều tỷ lệ khác nhau trong khoảng một tỷ năm.
Mỗi khi một trong những khối titan lạnh này va vào lõi nóng bên ngoài của Mặt trăng, sự chênh lệch nhiệt độ sẽ kích hoạt lại các dòng đối lưu không hoạt động của lõi, khởi động từ trường của Mặt trăng trong một thời gian ngắn.
Nếu từ quyển của Mặt trăng thực sự không ổn định như vậy, thì những đợt bùng nổ từ tính ngắn ngủi này sẽ đủ để giải thích tại sao các loại đá khác nhau được tìm thấy trên Mặt trăng lại mang các ký hiệu từ tính khác nhau.