Mẫu đất thu hồi bởi các nhiệm vụ Apollo vào những năm 1970 cho thấy regolith Mặt Trăng chứa nhiều chất dễ bay hơi, trong đó có nước, carbon dioxide, heli, argon và nitơ. Dù một phần vật chất đến từ gió Mặt Trời, lượng nitơ trong mẫu lớn hơn mức chỉ giải thích bằng nguồn này.
Trước đây, năm 2005, nhóm nghiên cứu từ University of Tokyo đề xuất rằng phần các chất này đến từ khí quyển Trái Đất nhưng chủ yếu xảy ra trước khi Trái Đất có trường từ. Công trình gần đây của University of Rochester, công bố trên Nature Communications Earth and Environment, đưa ra kết luận khác sau khi dùng mô phỏng máy tính tiên tiến. Các nhà khoa học mô phỏng hai kịch bản khí hậu và gió Mặt Trời: một Trái Đất sơ khai không có trường từ và một Trái Đất hiện đại có trường từ mạnh.
Mô phỏng cho thấy cơ chế chuyển giao hiệu quả nhất xảy ra trong kịch bản hiện đại. Các hạt mang điện ở tầng khí quyển trên bị gió Mặt Trời tách ra và sau đó được dẫn dọc theo các đường sức từ Trái Đất; một số đường sức này vươn xa và có thể chạm tới quỹ đạo Mặt Trăng, tạo nên một hiệu ứng phễu qua hàng tỷ năm. Eric Blackman, giáo sư thuộc khoa vật lý và thiên văn học tại URochester, nhắc rằng kết hợp dữ liệu mẫu với mô hình cho phép truy vết lịch sử khí quyển và trường từ của Trái Đất.
Những phát hiện này gợi ý rằng Mặt Trăng có thể lưu giữ hồ sơ hóa học dài hạn về khí hậu, đại dương và sự sống của Trái Đất, đồng thời giảm bớt nhu cầu tiếp tế cho sự hiện diện lâu dài của con người trên Mặt Trăng. Tác giả cũng nêu ý nghĩa rộng hơn cho việc hiểu thoát khí quyển trên các hành tinh như Mars. Công trình được tài trợ một phần bởi NASA và National Science Foundation, và có đóng góp từ các nhà nghiên cứu tại Laboratory for Laser Energetics.
- Các chất dễ bay hơi tìm thấy: nước, carbon dioxide, heli, argon, nitơ.
Từ khó
- regolith — Lớp vật liệu vụn bao phủ bề mặt hành tinh
- chất dễ bay hơi — Chất dễ chuyển thành hơi ở nhiệt độ tương đối thấp
- gió Mặt Trời — Dòng hạt tích điện phát ra từ Mặt Trời
- trường từ — Trường lực từ xung quanh một hành tinh
- mô phỏng — Tạo mô hình để dự đoán hoặc kiểm tra tình huống
- đường sức từ — Đường tưởng tượng chỉ hướng của trường từđường sức
- thoát khí quyển — Quá trình khí mất khỏi tầng khí quyển hành tinh
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ việc Mặt Trăng lưu giữ hồ sơ hóa học của Trái Đất có thể giúp ích gì cho nghiên cứu khí hậu hiện nay? Hãy nêu lý do.
- Các kết quả cho thấy trường từ của Trái Đất ảnh hưởng đến chuyển giao khí. Điều này gợi ý gì về bảo vệ khí quyển cho các hành tinh khác?
- Nếu con người lập căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng, việc có nguồn tài nguyên dạng dễ bay hơi ở đó sẽ thay đổi kế hoạch tiếp tế như thế nào?
