Chỉ huy sứ mệnh Apollo 16 John Young sử dụng búa địa chất để lấy mẫu một tảng đá bị chôn vùi một phần ở rìa phía tây của hố Plum. Mẫu vật Mặt trăng 61016, được kiểm tra trong nghiên cứu và được biết đến nhiều hơn với tên gọi "Big Muley", nằm bên phải xe tự hành. (Ảnh: NASA, Apollo Lunar Surface Journal)
Lúc đó, các nhà khoa học phát hiện ra dấu vết từ tính bị khóa trong đá - một dấu hiệu cho thấy Mặt trăng từng có từ trường, rất giống với Trái Đất. Điều này thật khó hiểu, vì từ trường được điều khiển bởi lõi của một hành tinh hoặc Mặt trăng, và lõi của Mặt trăng rất nhỏ, đồng tác giả nghiên cứu John Tarduno, giáo sư khoa học Trái đất và môi trường tại Đại học Rochester, cho biết. Nhưng nghiên cứu mới đây cho thấy Mặt trăng không có từ trường trong ít nhất 4,36 tỷ năm.
Nghiên cứu mới này, vừa được công bố trên tạp chí Communications Earth & Environment, phát hiện ra rằng Mặt trăng chỉ có thể được bảo vệ bởi từ trường trong 140 triệu năm đầu tiên tồn tại. Điều này thật thú vị vì điều đó có nghĩa là Mặt trăng có thể lưu giữ hồ sơ về sự tồn tại sớm nhất của Trái đất đã bị xóa khỏi chính hành tinh của chúng ta từ lâu. Nếu không có từ trường bảo vệ, Mặt trăng có thể đã thu được các ion từ bầu khí quyển của Trái đất cách đây 4,36 tỷ năm.
Bí ẩn về Trái đất và quá trình tiến hóa
"Một trong những bí ẩn về Trái Đất và quá trình tiến hóa của Trái Đất thực sự là thành phần đầu tiên của bầu khí quyển Trái đất là gì?" Tarduno nói. "Chúng ta không có cách nào thực sự có được các phép đo về điều này trên Trái đất."
Rất ít loại đá có tuổi đời hơn 3,5 tỷ năm còn sót lại trên Trái đất và những loại đá có tuổi đời đã bị biến đổi mạnh mẽ bởi các mảng kiến tạo liên tục của Trái đất . Ngược lại, Mặt trăng lại yên tĩnh về mặt địa chất và có những lớp đất Mặt trăng — được gọi là regolith — có thể đã không bị xáo trộn trong hàng tỷ năm.
Tarduno cho biết: "Nếu chúng ta có thể tìm thấy một nơi trên Mặt trăng ghi lại vật liệu regolith thực sự cổ xưa này, chúng ta có thể có cách để suy ra bầu khí quyển ban đầu của Trái đất từ các phép đo trực tiếp".
Vào năm 2021, Tarduno và nhóm của ông phát hiện ra rằng Mặt trăng không có từ trường cách đây 3,9 tỷ năm. Trong khi toàn bộ các tảng đá cho thấy một số từ hóa nói chung, điều này có thể là do tác động của thiên thạch. Các tinh thể đơn lẻ trong đá, một hồ sơ tốt hơn về từ trường địa từ, không có định hướng từ tính cụ thể.
Trong nghiên cứu mới, Tarduno đã xem xét các mẫu vật cũ hơn trên Mặt trăng và đẩy lùi ngày có thể có từ tính trên Mặt trăng thêm 400 triệu năm. Tarduno cho biết điều này thật thú vị, vì khung thời gian đó đại diện cho kỷ nguyên đầu tiên của Trái đất, kỷ Hadean. Không còn đá nào từ kỷ Hadean còn sót lại trên Trái đất và bầu khí quyển ban đầu của hành tinh này vẫn còn là một bí ẩn.
