Mặt trăng có tuổi thọ khoảng 4,51 tỷ năm - lớn hơn chúng ta vẫn nghĩ và sự sống cũng vậy

Nga Bùi

Các nhà khoa học cho biết họ đã xác định được tuổi thọ chính xác nhất của Mặt trăng nhiều hơn trước kia, nhờ vào những mẫu đá mà các phi hành gia thu thập được trong Chương trình Apollo 14 của NASA. Việc phân tích các mẫu đá xác định sự hình thành của Mặt trăng lên đến 4,51 tỷ năm trước, chỉ 60 triệu năm sau khi hệ Mặt trời hình thành.

Độ tuổi được đề xuất này làm cho Mặt trăng "già" hơn rất nhiều so với một số ước tính gần đây, điều này cho thấy người hàng xóm Mặt trăng của chúng ta có 4,3 hoặc 4,4 tỷ năm tuổi. Nếu những kết quả đó là chính xác, có nghĩa tác động khổng lồ đó hình thành nên Mặt trăng xảy ra khá sớm trong lịch sử của hệ Mặt trời. Mặt trăng được cho là hình thành từ những mảnh vụn còn sót lại của một vụ va chạm tốc độ cao giữa Trái đất và một vật thể nhỏ hơn giống hành tinh được gọi là Theia - và thời gian sự kiện này xảy ra cần thiết để chỉ ra khi sự sống hình thành trên Trái đất. Hành tinh của chúng ta sẽ hoàn toàn bị hủy diệt bởi tác động khổng lồ, vì vậy sự sống có thể không bắt đầu hình thành trên Trái đất cho đến sau khi hành tinh hình thành đầy đủ một lần nữa trong sự trỗi dậy của vụ va chạm. Vì vậy, việc biết tuổi thọ của Mặt trăng tiết lộ chúng ta ý tưởng tốt về việc Trái đất bắt đầu trở thành nơi thích hợp để tồn tại sự sống.

Mặt trăng Nguồn ảnh: Mélanie Barboni

"Với phát hiện vừa được công bố chi tiết trên tạp chí Science, công nghệ tính tuổi của Mặt trăng, bao gồm việc tham gia phá vỡ các thành phần hóa học của một khoáng chất bên trong những mẫu thử mặt trăng được gọi là zircon", theo tác giả nghiên cứu chính - Mélanie Barboni cho biết. Nghiên cứu khoáng chất giữa các nhà khoa học chỉ ra một sự kiện quan trọng trong sự hình thành của Mặt trăng: khi nó cứng lại. Tác động lớn đã tạo ra một đại dương khổng lồ của chất lỏng mắc ma (đá nóng chảy, thông thường nằm bên trong các hốc mắc ma gần bề mặt Trái đất) cuối cùng hợp lại thành Trái đất và Mặt trăng. Các dấu hiệu hóa học của zircon giúp các nhà khoa học ước tính khi nào Mặt trăng "rắn" lại - một quá trình quan trọng thường được coi là khởi đầu sự sống của Mặt trăng.

"Tuy nhiên, kết quả có thể không đủ để giải quyết hết những tranh cãi về tuổi thọ của Mặt trăng", theo Richard Carlson - Giám đốc của vùng đất đá từ tính (department of terrestrial magnetism – DTM) tại Viện khoa học Carnegie cho biết. Trong khi đó, Carlson nói Barboni cùng với nhóm nghiên cứu của cô đã làm công việc phối hợp chặt chẽ, anh ấy có một vài mối quan tâm về kỹ thuật được sử dụng để phân tích zircon, cũng như một số giả định được thực hiện trong nghiên cứu. Những mối lo ngại này không thể bỏ ra ngoài khỏi sự tính toán được, nhưng chúng có thể khiến một số chuyên gia nghi ngờ về kết quả. "Nó chỉ là một vấn đề phức tạp họ giải quyết ở đây, đó là lý do tại sao chúng ta vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng dành cho một câu hỏi hiển nhiên về tuổi thọ của Mặt trăng", Carlson có trả lời trang báo The Verge.

Hình ảnh bề mặt Mặt Trăng được chụp trong Chương trình Apollo 14. Nguồn ảnh: NASA

Zircon được cho là một công cụ có giá trị dùng cho "dating rock" - phương pháp tính tuổi của Mặt trăng tại đây trên Trái đất. Zircon là một loại đá được tinh thể hóa từ mắc ma và duy trì tương đối không thay đổi qua hàng triệu, hàng tỉ năm. Zircon còn kết tinh lại với nhau khi Mặt trăng còn hoạt động mãnh liệt, mắc ma từ bên trong Mặt trăng phun trào lên bề mặt, nơi mà dần làm nguội và kết tinh thành zircon. "Khoáng chất này chỉ là vua khi bạn tìm hiểu về bất kỳ quá trình nào, bởi vì nó gây ngạc nhiên mạnh mẽ và không bị ảnh hưởng nhiều bởi thay đổi hoặc sốc", Barboni - nhà trợ lý nghiên cứu trong bộ phận của Trái Đất, hành tinh và khoa học không gian tại trường Đại học California ở Los Angeles cho biết.

Zircon hoàn toàn hoà tan trong axit

Công nghệ kỹ thuật sử dụng để phân tích những mẫu thử Mặt trăng này, tuy nhiên được cho là ít nguy hiểm vì có liên quan hoàn toàn tới việc hòa tan zircon trong axit. "Đây là lần đầu tiên zircon hoàn toàn không xuất hiện", Barboni nói. "Dĩ nhiên, zircon rất quý, vì vậy không ai thực sự muốn làm điều đó cả". Nhưng những đồng nghiệp của Barboni tại trường Đại học California ở Los Angeles cuối cùng quyết định tin tưởng cô ấy và cung cấp cho họ những dung dịch axit cần thiết.

Thông qua quá trình này, Barboni có thể tách ra 4 yếu tố chính từ zircon. Cặp yếu tố đầu tiên là urani và chì. Uranium hay Uurai là nguyên tố phóng xạ có thể chuyển đổi thành chì trong một khoảng thời gian dài. Đó là sự chuyển đổi xảy ra ở một tỷ lệ cụ thể, vì vậy các nhà khoa học có thể sử dụng tỷ lệ các yếu tố này với zircon để xác định tuổi thọ của những viên đá đó. Tuy nhiên, "hẹn hò" khi đã hình thành không giúp quan sát được bức tranh toàn cảnh, bởi Mặt trăng nhiều tuổi hơn rất nhiều khi zircon tinh thể hóa trên bề mặt mặt trăng.

Nhà khoa học Barboni cùng zircon Mặt trăng. Nguồn ảnh: Carolyn Crow

Đó là lý do tại sao Barboni đo được những cặp yếu tố quan trọng khác: luteti (lutetium) và hafni (hafnium). Khi Mặt trăng thể hiện, chất liệu của nó được tách ra thành một lớp vỏ mỏng bên trong được bao quanh bởi một lớp vỏ ngoài và quá trình đó sẽ thay đổi tỷ lệ của luteti và hafni trong các khu vực khác nhau của Mặt trăng. Tỷ lệ về các yếu tố này cung cấp manh mối khi quá trình khác nhau diễn ra, quay trở lại sau khi zircon vẫn có là một mắc ma.

Tuy nhiên, Carlson nói nghiên cứu này dựa vào việc giả định về tỷ lệ luteti và hafni nên được giống trong thời gian đầu hình thành hệ Mặt trời, điều này có thể thay đổi một chút những ước tính hẹn hò. Thêm vào đó, Carlson lo ngại rằng quá trình hòa tan axit có thể không nắm bắt một cách thức chính xác về tỷ lệ luteti/hafni trong zircon. Nó sẽ không đủ gây nên sự nghi ngờ về những phát hiện, nhưng nó có thể dẫn đến một số câu hỏi về các kết quả nghiên cứu. "Dữ liệu mới là một bước tiến rất lớn chính xác hơn trong những nghiên cứu trước đó", Carlson nói. "Mối quan tâm của tôi là những người quen thuộc với các chủ đề và cách tiếp cận".

Barboni cho biết: "Thời điểm xảy ra tác động thực sự là rất sớm, và điều này cho phép Trái đất có đủ điều kiện để phát triển sớm hơn nhiều". Phát hiện này trùng hợp với các nghiên cứu có liên quan cho thấy Trái đất sớm có điều kiện phù hợp với sự sống hơn các quan điểm trước đó vẫn nghĩ, và có thể sự sống tiềm năng đã có từ rất lâu so với suy nghĩ trước đây – ít nhất là khoảng 4,1 tỷ năm trước. Nếu đó là một trường hợp thì tác động khổng lồ sau đó xảy ra sớm hơn sự xuất hiện đầu tiên của sự sống. Bằng cách đó, Trái đất có nhiều thời gian để hình thành hơn hành tinh, cũng như tạo điều kiện thích hợp cho sự sống có thể phát triển mạnh. "Sự tiến hóa của Trái đất có thể chỉ bắt đầu sau một tác động. Đó là lý do tại sao nó lại quan trọng để hẹn tác động này khi muốn biết thời gian Trái đất bắt đầu phát triển các hành tinh xinh đẹp - mà chúng ta biết hiện nay", Barboni nói.

Tham khảo thêm một số bài viết:

Chúc các bạn vui vẻ!

Thứ Năm, 12/01/2017 17:25

3 ★ 1 👨 1.100