Hanna
01-22-2022, 01:00
Các nhà khoa học cuối cùng có thể đă đưa ra lời giải thích cho một trong những bí ẩn lâu năm nhất của chương tŕnh Apollo: tại sao một số loại đá được mang trở lại từ bề mặt Mặt Trăng dường như được h́nh 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 h́nh 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?
Alexander Evans, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Brown, cho biết: "Mọi thứ mà chúng ta đă nghĩ về cách từ trường được tạo ra bởi lơi 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 đă đưa ra một loạt các giải thích tiềm năng trong 50 năm qua cho sự khác biệt kỳ lạ này.
Có lẽ, sau khi h́nh 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 lơi Mặt trăng
Một ư kiến khác cho rằng, các tiểu hành tinh đă bắn phá Mặt trăng quá nhiều, các vụ va chạm đă khởi động lơi Mặt trăng vào hoạt động thích hợp.
Giờ đây, Evans và đồng tác giả Sonia Tikoo-Schantz, một nhà địa vật lư tại Đại học Stanford, đă đưa ra một giải thích hoàn toàn mới, được công bố trên tạp chí Nature Astronomy vào ngày 13/ 1 .
Evans nói: “Thay v́ 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 ṿng đời Mặt trăng, rất lâu trước khi phần lớn nó đóng băng bên trong chỉ để lại một lơi sắt nhỏ bên trong được bao bọc bởi một phần lơi 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 lơi 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 quăng mạnh
Thế nhưng, các nhà nghiên cứu nói rằng, Mặt trăng có thể đă tạo ra một trường ngắt quăng 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 ch́m xuống trước, c̣n 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 ch́m từ từ nhưng không thể tránh khỏi về phía lơi nóng chảy bên ngoài.
Bằng cách nghiên cứu thành phần đă 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 ch́m trên mặt trăng sẽ vỡ thành những khối nhỏ có chiều ngang 37 dặm (60 km) và ch́m với nhiều tỷ lệ khác nhau trong khoảng một tỷ năm.
Mỗi khi một trong những khối titan lạnh này va vào lơi nóng bên ngoài của Mặt trăng, sự chênh lệch nhiệt độ sẽ kích hoạt lại các ḍng đối lưu không hoạt động của lơi, 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, th́ những đợt bùng nổ từ tính ngắn ngủi này sẽ đủ để giải thích tại sao các loại đá khác nhau được t́m thấy trên Mặt trăng lại mang các kư hiệu từ tính khác nhau.
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 h́nh 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?
Alexander Evans, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Brown, cho biết: "Mọi thứ mà chúng ta đă nghĩ về cách từ trường được tạo ra bởi lơi 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 đă đưa ra một loạt các giải thích tiềm năng trong 50 năm qua cho sự khác biệt kỳ lạ này.
Có lẽ, sau khi h́nh 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 lơi Mặt trăng
Một ư kiến khác cho rằng, các tiểu hành tinh đă bắn phá Mặt trăng quá nhiều, các vụ va chạm đă khởi động lơi Mặt trăng vào hoạt động thích hợp.
Giờ đây, Evans và đồng tác giả Sonia Tikoo-Schantz, một nhà địa vật lư tại Đại học Stanford, đă đưa ra một giải thích hoàn toàn mới, được công bố trên tạp chí Nature Astronomy vào ngày 13/ 1 .
Evans nói: “Thay v́ 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 ṿng đời Mặt trăng, rất lâu trước khi phần lớn nó đóng băng bên trong chỉ để lại một lơi sắt nhỏ bên trong được bao bọc bởi một phần lơi 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 lơi 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 quăng mạnh
Thế nhưng, các nhà nghiên cứu nói rằng, Mặt trăng có thể đă tạo ra một trường ngắt quăng 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 ch́m xuống trước, c̣n 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 ch́m từ từ nhưng không thể tránh khỏi về phía lơi nóng chảy bên ngoài.
Bằng cách nghiên cứu thành phần đă 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 ch́m trên mặt trăng sẽ vỡ thành những khối nhỏ có chiều ngang 37 dặm (60 km) và ch́m với nhiều tỷ lệ khác nhau trong khoảng một tỷ năm.
Mỗi khi một trong những khối titan lạnh này va vào lơi nóng bên ngoài của Mặt trăng, sự chênh lệch nhiệt độ sẽ kích hoạt lại các ḍng đối lưu không hoạt động của lơi, 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, th́ những đợt bùng nổ từ tính ngắn ngủi này sẽ đủ để giải thích tại sao các loại đá khác nhau được t́m thấy trên Mặt trăng lại mang các kư hiệu từ tính khác nhau.