Mặt Trăng là hàng xóm Vũ trụ gần nhất với ta, và cũng là thiên thể duy nhất có dấu chân con người ở thời điểm hiện tại. Chúng ta biết rõ rằng trên bề mặt Mặt Trăng không có không khí, cũng không có nước mà chỉ có băng.
Ấy là lý do vì sao các nhà khoa học ngạc nhiên tột độ khi phát hiện ra hematit trên Mặt Trăng: để thứ oxit sắt này hình thành trên Trái Đất, cần có hai điều kiện không thể thiếu là không khí và nước.
Còn một điểm ngang trái nữa: Mặt Trăng liên tục hứng chịu các dòng hydro từ gió Mặt Trời - thứ có thể cung cấp một lượng lớn electron cho vật chất trên bề mặt Mặt Trăng.
Bởi lẽ việc oxi hóa chỉ diễn ra khi sắt mất electron, nên điều kiện trên “nhà chị Hằng” quá khó cho việc oxi hóa diễn ra, khi mà gió Mặt Trời liên tục thổi ngang.
Vệ tinh Chandrayaan-1 của Tổ chức Nghiên cứu Không gian Ấn Độ đã thu được những dữ liệu về sự tồn tại của hematit trên Mặt Trăng. Bên cạnh đó, Thiết bị Vẽ bản đồ Khoáng vật Mặt Trăng (M3) do NASA thiết kế cũng đã tiến hành phân tích quang phổ nhằm tìm hiểu rõ các thành phần có trên bề mặt Mặt Trăng.
Cũng bằng các phương pháp trên, nhà khoa học hành tinh Shuai Li và các cộng sự tại Đại học Hawaii phát hiện ra băng trên Mặt Trăng hồi năm 2018. Trong lần phân tích dữ liệu này, Li tiếp tục phát hiện ra điểm đáng chú ý.
“Khi theo dõi dữ liệu của M3 khi nó quan sát khu vực cực, tôi thấy một vài dấu vết quang phổ cho thấy nhiều điểm khác biệt với các mẫu có tại nơi vĩ độ thấp và mẫu lấy về từ các sứ mệnh Apollo”, giáo sư Li nói. “Tôi tự hỏi xem liệu có tồn tại phản ứng giữa nước và đất đá trên Mặt Trăng không. Và sau nhiều tháng tìm hiểu, tôi phát hiện ra rằng mình đang nhìn vào các đặc điểm của hematit”.
Làm thế nào mà vật chất này có trên Mặt Trăng được?
Dữ liệu cho thấy hematit đều xuất hiện ở những nơi có dấu vết của nước và có liên quan tới những vụ va chạm thiên thạch. Các nhà khoa học tin rằng nước băng đã hòa với lớp đất mặt của Mặt Trăng, bị xới tung lên và tan chảy khi thiên thạch va chạm bề mặt Mặt Trăng.
Một điểm thú vị là hematit xuất hiện nhiều ở phần Mặt Trăng hướng về Trái Đất. Nhà nghiên cứu Li cho rằng đây là bằng chứng hậu thuẫn giả thuyết việc hình thành hematit có liên quan tới Hành tinh Xanh.
Hematit ở hai cực của Mặt Trăng.
“Điều này làm tôi nhớ đến khám phá của sứ mệnh Kaguya do người Nhật thực hiện, cho thấy oxy từ tầng khí quyển trên có thể bị gió Mặt Trời thổi bay tới Mặt Trăng. Vì thế, oxy từ Trái Đất có thể là yếu tố giúp sản sinh ra hematit”. Bên cạnh đó, vào dịp rằm, Trái Đất sẽ chắn tới 99% lượng gió Mặt Trời bay tới Mặt Trăng, nên sẽ có lúc đủ điều kiện để hematit hình thành.
Kết hợp các yếu tố lại, ta thấy Mặt Trăng có thể có một lượng nước nhỏ, một lượng oxy nhỏ từ Trái Đất và mỗi tháng lại có thể tổng hợp hematit một lần; quá trình này kéo dài suốt vài tỷ năm, thì ắt hematit sẽ xuất hiện Mặt Trăng.
Tuy nhiên, những yếu tố trên chỉ mang tính phỏng đoán, ta vẫn chưa lý giải được hoàn toàn bí ẩn này. Ở vùng tối của Mặt Trăng, nơi không thể nhận oxy thổi tới từ Trái Đất do gió Mặt Trời, các vệ tinh thăm dò vẫn phát hiện ra sự tồn tại của hematit.
Nếu có thể cầm được trên tay những mẫu vật quý giá này, và nếu chúng vẫn còn phân tử oxy có nguồn gốc Trái Đất, ta sẽ vừa phân tích ra được quá trình phát triển của khí quyển Trái Đất lẫn lịch sử phát triển của đất đá trên Mặt Trăng.
Giáo sư Li kết luận: “Khám phá này sẽ thay đổi vốn hiểu biết của ta về các vùng cực của Mặt Trăng. Trái Đất có thể đã đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành bề mặt Mặt Trăng”.
Nghiên cứu đã được đăng tải trên Science Advances.
Tham khảo ScienceAlert