Hàng tỷ năm trước, một thứ gì đó đâm sầm vào mặt tối của mặt trăng và khắc ra một lỗ rất lớn. Trải dài 1.550 dặm (2.500 km) và rộng 8 dặm (13 km) sâu, lưu vực Nam Cực-Aitken, như lỗ khổng lồ được biết đến Earthlings, là miệng núi lửa cổ xưa nhất và sâu nhất trên mặt trăng, và một trong những miệng núi lửa lớn nhất trong Toàn bộ hệ mặt trời.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã nghi ngờ rằng lưu vực khổng lồ được tạo ra bởi một vụ va chạm trực diện với một thiên thạch rất lớn, rất nhanh. Một tác động như vậy sẽ xé toạc lớp vỏ của mặt trăng và những mảnh vỡ của mặt trăng rải rác trên bề mặt miệng núi lửa, mang đến cái nhìn hiếm hoi về những gì mặt trăng thực sự được tạo ra. (Spoiler: Nó không phải là phô mai.) Lý thuyết đó đã đạt được một số tín nhiệm vào đầu năm nay, khi tàu Yutu-2 của Trung Quốc, nằm dưới đáy miệng núi lửa trên tàu đổ bộ Chang'e 4 vào tháng 1, đã phát hiện ra dấu vết khoáng sản dường như bắt nguồn từ lớp phủ của mặt trăng.
Tuy nhiên, bây giờ, một nghiên cứu được công bố vào ngày 19 tháng 8 trên tạp chí Geophysical Research Letters ném những kết quả đó - và câu chuyện nguồn gốc của miệng núi lửa - vào câu hỏi. Sau khi phân tích các khoáng chất trong sáu lô đất ở đáy lưu vực Nam Cực-Aitken, một nhóm các nhà nghiên cứu lập luận rằng thành phần của miệng núi lửa là tất cả vỏ và không có lớp phủ, cho thấy rằng bất kỳ tác động nào đã mở miệng núi lửa hàng tỷ năm trước đã không xảy ra đủ cứng để phun các mặt của mặt trăng lên bề mặt.
"Chúng tôi không thấy các vật liệu lớp phủ tại bãi đáp như mong đợi", đồng tác giả nghiên cứu Hao Zhang, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, cho biết trong một tuyên bố. Những phát hiện này hoàn toàn loại trừ một vụ va chạm trực tiếp với một thiên thạch tốc độ cao và đặt ra câu hỏi: Điều gì, nếu không phải là một cuộc tấn công sao băng trực diện, đã tạo ra miệng núi lửa lớn nhất trên mặt trăng?
Thắp sáng mặt tối
Trong nghiên cứu mới của họ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là quang phổ phản xạ để xác định các khoáng chất cụ thể trong đất mặt trăng dựa trên cách các hạt riêng lẻ phản xạ ánh sáng nhìn thấy và cận hồng ngoại.
Sử dụng thiết bị trên tàu Yutu 2, nhóm nghiên cứu đã tiến hành kiểm tra độ phản xạ trên sáu miếng đất trong hai ngày đầu sau khi hạ cánh của Chang'e 4, cách tàu đổ bộ khoảng 175 feet (54 mét). Với sự trợ giúp của cơ sở dữ liệu xác định khoáng sản mặt trăng dựa trên nhiều yếu tố khác nhau - bao gồm kích thước, độ phản xạ và suy thoái do gió mặt trời - nhóm nghiên cứu đã ước tính nồng độ khoáng chất trong từng ô.
Các nhà nghiên cứu đã viết rằng một loại đá kết tinh gọi là plagioclase là khoáng chất phong phú nhất trong mỗi mẫu, chiếm từ 56% đến 72% thành phần của miệng núi lửa. Được hình thành như những đại dương nguyên thủy của dung nham mát mẻ, plagiocla rất phổ biến trong các lớp vỏ Trái đất và mặt trăng, nhưng nó ít có trong lớp phủ của chúng. Mặc dù nhóm nghiên cứu đã phát hiện các khoáng chất khác trong lớp vỏ phổ biến hơn trong lớp phủ của mặt trăng, chẳng hạn như olivine, những tảng đá này chiếm quá nhỏ một phần mẫu đất để cho rằng một phần của lớp phủ đã vỡ qua lớp vỏ.
Kiểu trang điểm khoáng sản này làm phức tạp thêm giả thuyết rằng một thiên thạch khổng lồ, vận tốc cao đã tạo ra lưu vực Nam Cực ‐ Aitken hàng tỷ năm trước, vì một tác động như vậy gần như chắc chắn sẽ có những mảnh vỡ rải rác trên bề mặt mặt trăng.
Vì vậy, những gì, sau đó, tạo ra các miệng núi lửa? Các nhà nghiên cứu đã không suy đoán trong nghiên cứu mới. Tuy nhiên, nghiên cứu trước đây đã cho rằng một tảng đá vũ trụ nổi loạn vẫn là thủ phạm, nhưng cú đánh có thể không trực tiếp như vậy. Một nghiên cứu được công bố vào năm 2012 trên tạp chí Science cho rằng một thiên thạch di chuyển chậm hơn một chút có thể đã đâm vào mặt sau của góc ở góc khoảng 30 độ và dẫn đến một miệng hố lớn thích hợp không bao giờ làm xáo trộn lớp phủ của mặt trăng. Tuy nhiên, những nhà nghiên cứu chỉ có mô phỏng để tiếp tục.
Nếu không có gì khác, nghiên cứu mới cho thấy rằng cần phải khám phá nhiều hơn nữa ở lưu vực Nam Cực basin Aitken trước khi câu trả lời trở nên rõ ràng. Hẹn gặp lại ở mặt tối của mặt trăng.
