Một lớp sắt và các vật liệu khác ở sâu dưới lòng đất là bằng chứng giúp các nhà khoa học làm sáng tỏ giả thuyết Mặt trăng được hình thành do một vật thể từ hành tinh va vào Trái Đất sơ khai cách đây khoảng 4,5 tỷ năm.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins đã mô phỏng trong phòng thí nghiệm về tác động của Trái Đất như là một bằng chứng cho thấy một lớp phân tầng dưới lớp vỏ Manti - xuất hiện trong dữ liệu địa chấn - đã được tạo ra khi Trái Đất bị một vật thể nhỏ hơn va vào. Đồng thời, nhóm nghiên cứu tranh luận rằng liệu tác động tương tự này đã đẩy khối lượng lớn các mảnh vỡ bay vút vào không gian và tạo nên Mặt trăng.

Các nhà nghiên cứu trong thí nghiệm này đã mô phòng tác động bằng cách sử dụng các chất lỏng gần giống như sự hòa trộn hỗn loạn của các vật liệu để mô phỏng tác động có thể đã xảy ra khi vật thể của hành tinh tác động vào thời điểm Trái Đất mới được hình thành trọn vẹn.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành hơn 60 thí nghiệm, trong đó khoảng 99g nước muối hoặc ethanol tượng trưng cho các vật thể phóng ra từ hành tinh va vào Trái Đất và rơi vào trong một thùng hình chữ nhật chứa khoảng 22 lít nước đại diện cho Trái đất sơ khai. Trong thùng nước là sự kết hợp của các chất lỏng theo lớp không trộn lẫn với nhau. Các lớp chất lỏng lần lượt như sau dầu nổi lên trên cùng thể hiện cho lớp phủ của Trái đất và nước bên dưới đại diện cho lõi Trái đất.

Phat hien moi ve su hinh thanh cua Mat trang - Anh 1

Một lớp sắt và các vật liệu khác ở sâu dưới lòng đất là bằng chứng giúp các nhà khoa học làm sáng tỏ giả thuyết Mặt trăng được hình thành do một vật thể từ hành tinh va vào Trái Đất sơ khai cách đây khoảng 4,5 tỷ năm.

Các phân tích về tác động cho thấy hỗn hợp vật liệu còn lại có hàm lượng khác nhau và sự phân bố của hỗn hợp phụ thuộc vào kích thước và mật độ của vật thể phóng ra va vào Trái Đất. Vật thể càng lớn, nhiều khả năng toàn bộ phần lõi Trái Đất sẽ là một sự kết hợp của vật liệu. Nhóm nghiên cứu cũng lập luận rằng vật thể phóng ra từ hành tinh tạo nên Mặt trăng có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng sao Hỏa và bằng khoảng 1 nửa kích thước của Trái Đất.

Maylis Landeau, người đang công tác tại khoa nghiên cứu hành tinh và Trái Đất thuộc Đại học Johns Hopkins (Mỹ), đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết “Các thí nghiệm của chúng tôi góp phần cung cấp thêm bằng chứng có lợi cho giả thuyết về tác động khổng lồ này. Các kịch bản về tác động khổng lồ cũng giải thích sự phân tầng được suy đoán là do địa chấn ở phía trên của lõi Trái Đất ngày nay. Kết quả này cho thấy mối liên hệ của cấu trúc của lõi Trái Đất ngày nay trong quá trình hình thành Trái Đất”.

Phat hien moi ve su hinh thanh cua Mat trang - Anh 2

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu địa chấn của phần bên trong của Trái Đất để tiến hành thí nghiệm mô phỏng

Giáo sư Peter Olson, đồng tác giả nghiên cứu cho biết các tác động khổng lồ đến sự hình thành của Mặt trăng là giả thuyết khoa học phổ biến nhất về cách các vệ tinh Trái Đất được hình thành, nhưng vẫn chưa được chứng minh vì không có bằng chứng xác thực.

Lập luận của nhóm nghiên cứu dựa vào các bằng chứng địa chấn về thành phần của lớp phân tầng có thể dày khoảng 200 dặm và nằm dưới bề mặt Trái Đất 1.800 dặm. Các lớp phân tầng này được cho là bao gồm hỗn hợp sắt và các nguyên tố nhẹ hơn như oxy, lưu huỳnh và silic.

Ngoài ra, lập luận này còn dựa vào các thí nghiệm tại phòng thí nghiệm mô phỏng những bất ổn của tác động. Đến nay, hầu hết các mô phỏng về tác động khổng lồ đều được thực hiện bằng số, nhưng không tính toán chính xác được những sự bất ổn của tác động. GS. Olson cho rằng sự bất ổn này rất khó để mô phỏng bằng toán học và không có mô hình máy tính nào thực hiện thành công.

Các giả thuyết về sự hình thành Mặt Trăng

1. Thuyết phân hạch

Phat hien moi ve su hinh thanh cua Mat trang - Anh 3

Trong những năm 1800, George Darwin, con trai của nhà tự nhiên học người Anh, Charles Darwin cho rằng Mặt Trăng trông giống với Trái Đất tại một thời điểm trong lịch sử. Trái Đất quay quá nhanh đến mức một phần Trái Đất bị tách ra bay vào không gian. Sau đó những mảnh vỡ này được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất.

Nhà lý thuyết phân hạch cho rằng Thái Bình Dương có thể là nơi Mặt Trăng hình thành từ những mảnh vỡ của Trái Đất. Tuy nhiên sau khi phân tích các tảng đá trên Mặt Trăng, người ta nhận thấy chúng khá khác biệt so với vật thể ở Thái Bình Dương. Chính vì vậy, Thái Bình Dương quá trẻ để được coi là nguồn gốc của Mặt Trăng.

2. Thuyết khống chế

Thuyết khống chế cho rằng Mặt Trăng có nguồn gốc ở đâu đó trong Dải Ngân Hà và hoàn toàn độc lập với Trái đất. Theo đó, khi đi qua Trái Đất, Mặt Trăng bị kẹt bởi trọng lực của Trái Đất. Từ đó Mặt Trăng có thể bị phá vỡ do lực hấp hẫn của Trái Đất.

3. Thuyết đồng bồi đắp

Giả thuyết này còn được gọi là thuyết ngưng tụ. Giả thuyết cho rằng Mặt Trăng và Trái Đất hình thành cùng nhau trong khi quay quanh một lỗ đen. Tuy nhiên, lý thuyết này bỏ qua lời giải thích lý do tại sao Mặt Trăng quay quanh Trái Đất cũng như không giải thích sự khác nhau về tỷ trọng giữa hai hành tinh này.

4. Thuyết tác động

Giả thuyết này có vẻ như hợp lý hơn những giả thuyết trước bởi nó giải thích được sự tương đồng về thành phần hóa học của Trái Đất và Mặt Trăng. Các nhà khoa học gọi những vật thể tác động đến Trái Đất là "Theia". "Theia" là mẹ của nữ thần Mặt Trăng Selene.

Thanh Loan (Dailymail/MNN)