Các núi lửa cổ đại có thể tạo ra nguồn tài nguyên quý hiếm cho người thám hiểm Mặt trăng

Từ 2 tỉ đến 4 tỉ năm trước, Mặt trăng là một điểm nóng núi lửa. Hàng chục ngàn ngọn núi lửa phun tràot, giải phóng hàng trăm ngàn mét vuông dung nham trên bề mặt Mặt trăng.

Hoạt động này đã tạo ra những con sông và hồ dung nham khổng lồ tương tự như những đặc điểm ở Hawaii ngày nay, nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều.

Paul Hayne, phó giáo sư tại khoa Khoa học hành tinh và Vật lý thiên văn cùng Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian tại Đại học Colorado Boulder, cho biết: “Chúng làm thấp đi gần như tất cả các vụ phun trào trên Trái đất”.

Paul Hayne là đồng tác giả của một nghiên cứu mới được công bố trong tháng này trên Tạp chí Khoa học Hành tinh về các nguồn nước tiềm năng trên Mặt trăng.

Khi những ngọn núi lửa Mặt trăng này phun trào, rất có thể chúng đã giải phóng những đám mây khổng lồ làm từ carbon monoxide và hơi nước. Các đám mây này di chuyển xung quanh và có thể tạo ra những bầu khí quyển mỏng, tạm thời.

Thế nhưng cũng có khả năng hơi nước đọng lại trên bề mặt Mặt trăng và hình thành các lớp băng có thể đã tồn tại trong các miệng núi lửa ở các cực Mặt trăng ngày nay. Những tảng băng này có thể dày từ hàng chục đến hàng trăm mét.

Tác giả chính Andrew Wilcoski, phó giáo sư tại Khoa Vật lý thiên văn và Hành tinh cùng Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian tại Đại học Colorado Boulder, nói: “Chúng tôi hình dung nó giống như một lớp sương giá trên Mặt trăng tích tụ theo thời gian”.

Mô tả này cho thấy sương giá có thể trông như thế nào khi hình thành trên bề mặt Mặt trăng hàng tỉ năm trước.

Theo các nhà nghiên cứu, nếu con người còn sống trên Trái đất khi điều này xảy ra thì một bóng sương giá có thể đã xuất hiện ở ranh giới giữa đêm và ngày trên bề mặt Mặt trăng.

Khi sứ mệnh Artemis của NASA chuẩn bị đưa con người trở lại Mặt trăng và hạ cánh xuống cực nam Mặt Trăng lần đầu tiên vào cuối thập kỷ này, băng đó có thể cung cấp nước uống và làm nguồn nhiên liệu cho tên lửa, Paul Hayne nói.

Ông nói: “Có thể 5 hoặc 10 mét dưới bề mặt, bạn có những tảng băng lớn”.

Nghiên cứu trước đây đã hỗ trợ cho ý tưởng rằng Mặt trăng có thể chứa nhiều nước hơn những gì được biết trước đây. Paul Hayne và các đồng nghiệp của ông ước tính trong một nghiên cứu năm 2020 rằng gần 15.540 km vuông ở cực bắc và cực nam của Mặt Trăng có thể giữ lại băng.

Nghiên cứu này nằm trong một thông báo của NASA vào năm đó về việc khám phá ra nước trên Mặt trăng.

Các nhà khoa học đã cố gắng tìm ra nguồn gốc của nước, điều này dẫn các nhà nghiên cứu đến giả thuyết núi lửa. Họ tưởng tượng những đám mây hơi nước hình thành giống như sương giá trên bề mặt Mặt trăng, tương tự như cách nó hình thành trên Trái đất sau một đêm lạnh giá.

Sương giá (sương muối) là hiện tượng hơi nước đóng băng thành các hạt nhỏ và trắng như muối ngay trên mặt đất, bề mặt cây cỏ hoặc các vật thể khác khi không khí trên đó ẩm và lạnh.

Andrew Wilcoski và Paul Hayne đã hợp tác với Margaret Landis, một cộng sự nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm về Vật lý Khí quyển và Không gian của Đại học Colorado Boulder, để lập mô hình Mặt trăng như thế nào vài tỉ năm trước.

Các nhà khoa học cho rằng Thung lũng Schroeter (còn gọi là Thung lũng Schröter) được tạo ra bởi dung nham do núi lửa phun trào trên bề mặt Mặt Trăng.

Thời điểm đó, Mặt trăng đang trải qua một vụ phun trào núi lửa khoảng 22.000 năm một lần. Nhóm nghiên cứu tính toán rằng 41% lượng hơi nước thoát ra trong các vụ phun trào sau đó có thể tạo thành băng trên bề mặt Mặt trăng.

Theo nghiên cứu, đó là khoảng 8,2 triệu kg nước núi lửa - nhiều nước hơn so với mực nước hồ Michigan hiện tại - biến thành băng Mặt trăng. Các chỏm băng dày ở vùng cực thậm chí có thể từng được nhìn thấy từ Trái đất.

Andrew Wilcoski nói: “Các bầu khí quyển đã thoát ra ngoài khoảng 1.000 năm, vì vậy có nhiều thời gian để băng hình thành”.

Dù phần lớn lượng băng đó có thể vẫn tồn tại trên Mặt trăng ngày nay, nhưng nó có khả năng bị chôn vùi dưới vài feet (1 feet = 0.3048 m) của Mặt trăng hoặc bụi.

“Chúng tôi thực sự cần phải đi sâu và tìm kiếm nó”, Andrew Wilcoski cho hay.