Trong gần 30 năm, các nhà khoa học hành tinh đã khá hài lòng với lời giải thích này. Mặc dù kịch bản này có thể hiểu được khi bạn nhìn vào kích thước của Mặt trăng và tính chất vật lý của quỹ đạo của nó quay xung quanh Trái đất, mọi thứ bắt đầu bị phá vỡ một chút khi bạn so sánh các thành phần đồng vị của chúng - sự tương đương về mặt địa chất của một dấu vết (dấu vân tay) ADN. Ngoài ra Trái đất và Mặt trăng rất giống nhau.

Giả thuyết này từ lâu cho rằng Mặt trăng sẽ mang theo dấu vết đồng vị của thiên thể được các nhà khoa học đặt tên là Theia. Do Theia đến từ những nơi khác trong Hệ Mặt trời, nó có thể có một dấu vết đồng vị rất khác so với Trái đất thủa ban đầu.

Mới đây, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Maryland đã tạo ra một dấu vết đồng vị mới của Mặt trăng có thể cung cấp mảnh còn thiếu của câu đố này. Bằng cách tập trung vào một chất đồng vị của vônfram có ở cả trên Mặt trăng và Trái đất, nhóm nghiên cứu UMD là nhóm đầu tiên làm tương thích mô hình đã được chấp nhận về sự hình thành của Mặt trăng với các dấu vết đồng vị tương tự của cả Mặt trăng và Trái đất. Các kết quả này cho thấy tác động của Theia đối với Trái đất thủa ban đầu rất mạnh, đám mây mảnh vụn thu được trộn kỹ với nhau trước khi tụ lại và hình thành Mặt trăng.

“Vấn đề là Trái đất và Mặt trăng rất giống nhau về các dấu vết đồng vị của chúng, cho thấy cả hai cùng được hình thành về cơ bản từ cùng một loại vật liệu tụ lại trong giai đoạn đầu trong lịch sử của Hệ Mặt trời”, Richard Walker, giáo sư địa chất tại UMD và đồng tác giả của nghiên cứu, nói. “Điều này là đáng ngạc nhiên bởi vì hành tinh có kích thước tương đương sao Hỏa tạo ra Mặt trăng được dự kiến rất khác. Vì vậy, vấn đề hóc búa là Trái đất và Mặt trăng đáng nhẽ không giống như chúng bây giờ”.

Một số lý thuyết khác nhau đã xuất hiện trong những năm qua để giải thích cho các dấu vết tương tự của Trái đất và Mặt trăng. Có lẽ tác động này tạo ra một đám mây khổng lồ các mảnh vỡ  trộn lẫn hoàn toàn với Trái đất và sau đó tụ lại để tạo thành Mặt trăng. Hoặc Theia có thể, tình cờ, có đồng vị tương tự Trái đất thủa ban đầu. Khả năng thứ ba là Mặt trăng được hình thành từ các vật liệu từ Trái đất, thay vì từ Theia, mặc dù đây đáng nhẽ là một loại tác động rất không bình thường.

Để đưa ra một lời giải thích, Walker và nhóm của ông tìm đến một hiện tượng khác đã được ghi nhận trong lịch sử ban đầu của Hệ Mặt trời. Bằng chứng cho thấy cả Trái đất và Mặt trăng đều thu thêm vật liệu sau vụ va chạm và rằng Trái đất đã thu thêm nhiều mảnh vỡ và bụi hơn. Vật liệu mới này chứa rất nhiều vonfram, nhưng tương đối ít trong số này là của một đồng vị nhẹ hơn được gọi là vonfram-182. Kết hợp hai quan sát này lại với nhau, người ta cho rằng Trái đất sẽ có ít vonfram-182 hơn Mặt trăng.

Một điều chắc chắn là khi so sánh đá từ Mặt trăng và Trái đất, Walker và nhóm của ông phát hiện ra rằng Mặt trăng có tỷ lệ vonfram-182 cao hơn một chút. Tuy nhiên, vấn đề chính là cao hơn bao nhiêu.

“Sự khác biệt nhỏ, nhưng quan trọng, trong thành phần đồng vị của vonfram giữa Trái đất và Mặt trăng hoàn toàn tương ứng với lượng vật chất khác nhau mà Trái đất và Mặt trăng thu thập sau vụ va chạm”, Walker nói. “Điều này có nghĩa rằng, ngay sau khi Mặt trăng được hình thành, nó có thành phần đồng vị giống hệt vỏ Trái đất”.

Phát hiện này củng cố quan niệm rằng khối lượng vật liệu được tạo ra bởi vụ va chạm, sau này hình thành Mặt trăng, phải trộn kỹ với nhau trước khi hình thành Mặt trăng và nguội đi. Điều này sẽ giải thích cả những điểm tương đồng tổng thể trong các dấu vết đồng vị và những khác biệt nhỏ về vonfram-182.

Nghiên cứu cũng bác bỏ ý kiến cho rằng hành tinh có kích thước tương đương sao Hỏa có thành phần tương tự, hoặc rằng Mặt trăng được hình thành từ các vật liệu chứa trong Trái đất trước khi có vụ va chạm. Trong cả hai trường hợp, sẽ là rất khó để thấy một tương quan hoàn hảo như vậy giữa vonfram-182 và lượng vật liệu được thu thập bởi Trái đất và Mặt trăng sau vụ va chạm.

“Kết quả này mang lại cho chúng tôi một bước tiến gần hơn để hiểu mối quan hệ gần gũi giữa Trái đất và Mặt trăng”, Walker nói. “Chúng tôi vẫn cần phải tìm ra các chi tiết, nhưng rõ ràng là Hệ Mặt trời thủa đầu ban đầu của chúng ta là một nơi rất khắc nghiệt”.

(khoahocvacongnghevietnam.com.vn)