Nửa thế kỷ sau, các tinh thể khoáng vật zircon bên trong mẫu đá lửa hạt thô do phi hành gia Harrison Schmitt thu thập đang giúp các nhà khoa học hiểu sâu hơn về sự hình thành của Mặt trăng và tuổi chính xác của hành tinh này.
Các nhà khoa học hôm thứ Hai cho biết Mặt trăng "già" hơn khoảng 40 triệu năm so với ước tính trước đây, được cho là hình thành cách đây hơn 4,46 tỷ năm, trong vòng 110 triệu năm sau khi hệ Mặt trời ra đời.
Giả thuyết hàng đầu về sự hình thành của Mặt trăng là trong thời kỳ đầu hỗn loạn của hệ Mặt trời, một vật thể có kích thước bằng sao Hỏa tên là Theia đã đâm vào Trái đất nguyên thủy.
Vụ va chạm đã thổi bay đá nóng chảy (magma) vào không gian, tạo thành một đĩa mảnh vụn quay quanh Trái đất và kết tụ lại thành Mặt trăng. Nhưng thời điểm chính xác cho sự hình thành của Mặt trăng rất khó xác định.
Các tinh thể khoáng có thể hình thành sau khi magma nguội và đông đặc lại. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp gọi là chụp cắt lớp thăm dò nguyên tử để xác nhận tuổi của chất rắn lâu đời nhất được hình thành sau vụ va chạm, các tinh thể zircon bên trong mảnh vỡ của một loại đá gọi là norite do Schmitt thu thập.
"Nghiên cứu này được thực hiện trên một mẫu đá được thu thập và đưa đến Trái đất cách đây 51 năm. Vào thời điểm đó, kỹ thuật chụp cắt lớp thăm dò nguyên tử chưa được phát triển và các nhà khoa học sẽ không thể tưởng tượng được những kiểu phân tích mà chúng ta thực hiện ngày nay", nhà hóa học vũ trụ Philipp Heck, giáo sư Đại học Chicago và là tác giả cấp cao của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Geochemical Perspectives Letters cho biết.
“Thật thú vị, tất cả các khoáng chất lâu đời nhất được tìm thấy trên Trái đất, sao Hỏa và Mặt trăng đều là tinh thể zircon. Zircon, chứ không phải kim cương, tồn tại viễn viễn”, nhà đồng tác giả nghiên cứu Bidong Zhang cho biết thêm.
Được biết, zircon rất cứng và bền, có thể tồn tại sau sự phân hủy của đá trong quá trình phong hóa.
Đá chứa zircon được thu thập tại thung lũng Taurus-Littrow ở rìa phía đông nam của Mare Serenitatis (Biển thanh bình) của Mặt trăng và được lưu trữ tại Trung tâm vũ trụ Johnson của NASA ở Houston.
Nghiên cứu mới sử dụng phương pháp chụp cắt lớp thăm dò nguyên tử để xác định không có biến chứng nào liên quan đến các nguyên tử chì, xác nhận tuổi của tinh thể.
Tác giả chính của nghiên cứu Jennika Greer, nhà hóa học vũ trụ tại Đại học Glasgow ở Scotland, cho biết: “Tôi coi đây là một ví dụ tuyệt vời về những gì ở cấp độ nano, hoặc thậm chí ở cấp độ nguyên tử, có thể cho chúng ta biết về những câu hỏi toàn cảnh”.
Mặt trăng quay quanh Trái đất ở khoảng cách trung bình khoảng 385.000 km, có đường kính khoảng 3.475 km, lớn hơn 1/4 đường kính Trái đất.
"Vụ va chạm khổng lồ hình thành nên Mặt trăng là một sự kiện thảm khốc đối với Trái đất và làm thay đổi tốc độ quay của Trái đất. Sau đó, Mặt trăng có tác dụng ổn định trục quay của Trái đất và làm chậm tốc độ quay của Trái đất", giáo sư Heck nói. "Ngày hình thành của Mặt trăng rất quan trọng vì chỉ sau đó Trái đất mới trở thành một hành tinh có thể sinh sống được".
Nhà nghiên cứu Bidong Zhang cũng khẳng định rằng chính Mặt trăng đã giúp ổn định trục Trái đất để có khí hậu ổn định.
"Lực hấp dẫn của Mặt trăng giúp hình thành hệ sinh thái đại dương. Mặt trăng truyền cảm hứng cho các nền văn hóa và hoạt động khám phá của con người. Và NASA cũng như các cơ quan không gian khác coi Mặt trăng là bước đệm cho những chuyến thám hiểm không gian sâu trong tương lai", ông Zhang nói.
