Vài ngày sau khi tàu đổ bộ Vikram của Chandrayaan-3 (Ấn Độ) phát hiện một sự kiện địa chấn "tự nhiên" trên Mặt trăng, các nhà khoa học đã tiết lộ rằng Mặt trăng không phải là một nơi yên tĩnh và bề mặt Mặt trăng thường xuyên trải qua các "động đất nhiệt" do nhiệt độ thay đổi quá mức.
Tàu đổ bộ Vikram hạ cánh xuống Mặt trăng. Ảnh: ISRO/India Today
Tuy nhiên, không chỉ có mức chênh lệch nhiệt độ khiến Mặt trăng xảy ra các "động đất nhiệt", còn có những cơn chấn động bí ẩn vừa được các nhà khoa học phát hiện ra.
Cụ thể vấn đề này là gì?
Mặt trăng đã hoạt động địa chất từ 3,7 đến 2,5 tỷ năm trước. Bằng chứng về quá khứ này vẫn còn dưới dạng núi lửa đã tắt, dòng dung nham và các hiện vật khác.
Mặc dù Mặt trăng của chúng ta đã ổn định về mặt địa chất trong hàng tỷ năm nhưng nó vẫn trải qua những sự kiện địa chấn nhỏ do lực hấp dẫn của Trái đất và Mặt trời cũng như sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Những sự kiện này xảy ra thường xuyên và được gọi là "động đất".
Các nhà khoa học cho biết Mặt trăng, không có bầu khí quyển để điều chỉnh nhiệt độ, trải qua những dao động mạnh mẽ từ nhiệt độ lên tới 120 độ C vào ban ngày đến -130 độ C vào ban đêm. Điều này làm cho bề mặt Mặt trăng giãn nở và co lại, dẫn đến rung lắc và nứt nhỏ gọi là "động đất nhiệt".
Mặt trăng chịu ảnh hưởng từ lực hấp dẫn của Trái đất và Mặt trời. Ảnh: NASA
Năm 1972, các phi hành gia trong sứ mệnh Apollo 17 đã đặt máy đo địa chấn trên Mặt trăng để đo hoạt động của nó. Độ nhạy cực cao của những thiết bị này giúp có thể ghi lại những rung động nhỏ nhất trên bề mặt Mặt trăng. Các cảm biến đã thu thập dữ liệu trong khoảng thời gian 8 tháng – từ tháng 10 năm 1976 đến tháng 5 năm 1977 – cho đến gần đây phần lớn dữ liệu vẫn chưa được xử lý.
Trong một nghiên cứu gần đây do NASA tài trợ, một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Francesco Civilini, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Công nghệ California (Mỹ) - hiện làm việc tại Trung tâm Bay Không gian Marshall của NASA - đã kiểm tra dữ liệu từ máy đo địa chấn Mặt trăng bằng cách sử dụng máy học.
Tham gia cùng ông có Renee Weber - Nhà khoa học hành tinh tại Trung tâm bay vũ trụ Marshall, và Allen Husker - Giáo sư nghiên cứu địa vật lý thuộc Khoa Khoa học địa chất và hành tinh của Viện Công nghệ California.
Phát hiện bất ngờ trên Mặt trăng
Phân tích của họ cho thấy các trận động đất nhiệt xảy ra đều đặn hàng ngày khi Mặt trời rời khỏi vị trí cực đại và bề mặt Mặt trăng bắt đầu nguội đi nhanh chóng. Tuy nhiên, mô hình cũng phát hiện các tín hiệu địa chấn vào buổi sáng khác với địa chấn buổi tối.
Các nhà nghiên cứu đã có thể xác định nguồn gốc của hoạt động và phát hiện ra rằng những cơn chấn động bí ẩn vào buổi sáng trên Mặt trăng được máy đo địa chấn ghi lại – đến từ chính tàu Apollo 17, không phải do những chấn động từ việc tàu Vikram của Ấn Độ đổ bộ.
Mô-đun hạ cánh của tàu Apollo 17 đang gây ra những trận động đất nhỏ trên Mặt trăng. Ảnh: Public Domain / NASA / Harrison Schmitt
Mỗi buổi sáng, khi ánh sáng Mặt trời chiếu tới con tàu, bề mặt của tàu nở ra, gây ra những rung động nhỏ trong lòng đất được ăng-ten địa chấn ghi lại.
Allen Husker, Giáo sư nghiên cứu địa vật lý và đồng tác giả của nghiên cứu mới, giải thích: "Mỗi buổi sáng Mặt trăng khi Mặt trời chạm vào tàu đổ bộ, bề mặt con tàu lại nở ra. Cứ sau 5 đến 6 phút (bằng khoảng 5 đến 7 giờ Trái Đất) lại có rung động. Chúng đều đặn và lặp đi lặp lại một cách đáng kinh ngạc".
Dữ liệu quý giá này có ý nghĩa quan trọng đối với các sứ mệnh tới Mặt trăng trong tương lai, bao gồm cả Chương trình Artemis của NASA.
Mặc dù các trận động đất nhiệt quá nhỏ để bất kỳ ai trên bề mặt Mặt trăng có thể cảm nhận được, nhưng những phát hiện này cung cấp dữ liệu quan trọng có thể cung cấp thông tin cho việc thiết kế các thiết bị và tàu đổ bộ trong tương lai.
Nó cũng có thể cung cấp thông tin về cấu trúc của các căn cứ trong tương lai, như Trại căn cứ Artemis, Trạm nghiên cứu Mặt trăng Quốc tế (ILRS) và Làng Mặt trăng do ESA đề xuất – nơi vật liệu composite sẽ được sử dụng thay vì hợp kim để tránh gây ra động đất cục bộ.
Ngoài ra, hoạt động địa chấn là một cách tốt để thăm dò bên trong các thiên thể, có thể được sử dụng để suy ra cấu trúc bên trong của các thiên thể và định vị các vật liệu (như nước đá) dưới lòng đất.
Nhà khoa học-phi hành gia Harrison Schmitt, phi công mô-đun Mặt trăng Apollo 17 đang thu thập các mẫu đá từ tảng đá khổng lồ trên Mặt trăng. Nguồn: NASA
"Chúng tôi hy vọng có thể "vạch" các hố va chạm dưới bề mặt Mặt trăng và tìm kiếm các chất lắng đọng. Hơn nữa, nếu chúng ta có thể đặt một vài máy đo địa chấn ở vùng cực Nam của Mặt trăng, chúng ta có thể tìm kiếm nước đá có thể bị mắc kẹt dưới bề mặt; sóng địa chấn truyền chậm hơn trong nước" - Giáo sư Allen Husker nói.
Bất chấp sự vắng mặt của kiến tạo mảng hoặc hoạt động núi lửa trên Mặt trăng, nhiều câu hỏi về cấu trúc bên trong của nó vẫn chưa được giải đáp. Nghiên cứu này đánh dấu một bước quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về thiên thể gần chúng ta nhất.
"Mặt trăng là thiên thể duy nhất ngoài Trái đất có nhiều máy đo địa chấn cùng một lúc. Nó cho chúng ta cơ hội duy nhất để nghiên cứu kỹ lưỡng về một thiên thể khác" - Nhóm các tác giả kết luận.
Nguồn: India Today, Sciencealert, Gadgettendency
