Một nghiên cứu chung giữa các nhà khoa học từ Đại học Gottingen và Viện Nghiên cứu Hệ Mặt Trời Max Planck (MPS) đã mang lại những hiểu biết mới về sự hình thành của Mặt Trăng và nguồn gốc của nước trên Trái Đất. Các phát hiện này thách thức các giả thuyết lâu đời về nguồn gốc của Mặt Trăng, đồng thời cho rằng Mặt Trăng có thể đã hình thành chủ yếu từ vật chất bị đẩy ra từ lớp vỏ Trái Đất (material ejected from Earth’s mantle), với một phần rất ít từ hành tinh tiền thân (protoplanet) Theia.
Nghiên cứu này cũng ủng hộ quan điểm rằng nước đã tồn tại trên Trái Đất từ rất sớm, thay vì được mang đến qua các va chạm sau này. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.
Để đi đến những kết luận này, nhóm nghiên cứu đã phân tích các đồng vị oxy từ 14 mẫu vật Mặt Trăng và thực hiện 191 phép đo trên khoáng chất của Trái Đất. Đồng vị là các dạng biến thể của nguyên tố có trọng lượng hạt nhân khác nhau, cung cấp các manh mối quan trọng về sự hình thành hành tinh.
Các nhà khoa học đã sử dụng một phiên bản tiên tiến của kỹ thuật “flo hóa bằng laser,” trong đó sử dụng tia laser để giải phóng oxy từ các mẫu đá. Kết quả cho thấy sự tương đồng đáng kinh ngạc trong thành phần đồng vị của oxy-17 (17O) giữa các mẫu vật từ Trái Đất và Mặt Trăng. Sự tương đồng này giải quyết một vấn đề lâu đời trong lĩnh vực hóa học vũ trụ (cosmochemistry), thường được gọi là “khủng hoảng đồng vị.”
Giáo sư Andreas Pack, Giám đốc Trung tâm Địa chất tại Đại học Gottingen và Trưởng bộ phận Địa hóa học và Địa chất đồng vị, giải thích ý nghĩa của nghiên cứu: “Một giả thuyết là Theia đã mất lớp vỏ đá trong các vụ va chạm trước đó và sau đó đâm vào Trái Đất sơ khai như một quả đạn kim loại. Nếu điều này đúng, Theia hiện nay có thể là một phần của lõi Trái Đất, và Mặt Trăng đã hình thành từ vật chất bị đẩy ra từ lớp vỏ Trái Đất. Điều này sẽ giải thích sự giống nhau về thành phần giữa Trái Đất và Mặt Trăng.”
Nghiên cứu cũng làm sáng tỏ lịch sử của nước trên Trái Đất. Một giả thuyết phổ biến cho rằng nước xuất hiện sau khi Mặt Trăng hình thành, trong giai đoạn được gọi là “Sự kiện phủ muộn” (Late Veneer Event), khi Trái Đất bị bắn phá bởi một loạt va chạm. Những va chạm này, xảy ra thường xuyên hơn trên Trái Đất so với Mặt Trăng, lẽ ra đã tạo ra sự khác biệt rõ rệt trong đồng vị oxy giữa hai thiên thể. Tuy nhiên, dữ liệu mới cho thấy không có sự khác biệt như vậy, thách thức giả thuyết về sự kiện phủ muộn.
Ảnh minh họa về việc hình thành Mặt Trăng từ lớp vỏ Trái Đất. Ảnh: NASA
