Phát hiện 2 khoáng chất mới chưa từng thấy, siêu cường châu Á có lời giải đáp cho bí ẩn về bề mặt Mặt Trăng?

SCMP đưa tin, các nhà khoa học đang tiến một bước gần hơn tới việc giải đáp bí ẩn về sự phong hóa và tạo thành các miệng hố trên Mặt Trăng sau khi phát hiện ra khoáng chất mới trong những mẫu đất thu được từ Mặt Trăng.

Theo các nhà nghiên cứu từ Viện Địa hóa học ở Quý Dương (Trung Quốc) và đồng nghiệp ở Macau, các hợp chất titan (bao gồm Ti2O) đã được tìm thấy trên bề mặt của một hạt thủy tinh nhỏ do tàu vũ trụ Chang’e 5 mang về vào năm 2020.

Phong hóa trong khoa học địa chất đề cấp đến quá trình biến đổi đá, khoáng vật dưới tác động của môi trường hoặc điều kiện môi trường nhất định. Ảnh: SCMP

Nhóm nghiên cứu tuần trước tiết lộ rằng các khoáng chất này có thể đã hình thành do sự bốc hơi và lắng đọng mạnh (sự chuyển đổi từ khí thành rắn mà không qua giai đoạn lỏng) được kích hoạt do vi thiên thạch từ không gian liên tục rơi xuống bề mặt.

Họ nhận định: “Tác động của vi thiên thạch đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi bề mặt của Mặt Trăng, nhưng những biến đổi đó thực sự xảy ra như thế nào vẫn chưa được nắm rõ”.

Nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học Trung Quốc cung cấp manh mối mới về quá trình phong hóa trên Mặt Trăng cũng như trên những hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời, chẳng hạn như Sao Thủy và các tiểu hành tinh.

Cũng theo họ, Ti2O - với 2 cấu trúc trên hạt, trở thành khoáng chất thứ 7 và thứ 8 từng được phát hiện trên Mặt Trăng. Trong khi đó, 5 mẫu đầu tiên do Mỹ và Nga tìm thấy trong các sứ mệnh của họ, còn mẫu thứ 6 có tên Changesite-(Y), được Trung Quốc phát hiện vào năm 2022.

SCMP cho biết, titan là nguyên tố có thể tìm thấy trên Trái đất và Mặt Trăng. Tuy nhiên, nó chỉ tồn tại dưới dạng oxit trong tự nhiên. Ở dạng chủ yếu là titan dioxide (TiO2), mỗi nguyên tử titan được liên kết với 2 nguyên tử oxy để tạo nên cấu trúc ổn định, thuận lợi về mặt năng lượng.

Các hợp chất titan được tìm thấy ở một miệng hố va chạm thiên thạch với đường kính 9micromet trên bề mặt một hạt thủy tinh. Ảnh: SCMP

Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu thu thập được tổng cộng 25 hạt thủy tinh (đường kính 0,05mm - 0,4mm) từ 5 mẫu thuộc sứ mệnh Chang’e 5 lấy từ Cơ quan Vũ trụ Quốc gia Trung Quốc.

Sau đó, họ sử dụng kỹ thuật kính hiển vi điện tử truyền dẫn (TEM) để kiểm tra các hạt thủy tinh và tìm thấy một miệng hố va chạm nhỏ trên bề mặt của một trong các hạt.

Trên vành miệng hố, họ phát hiện 3 khoáng chất chứa titan là rutile (TiO2), Ti2O lượng giác và Ti2O ba trục. Hai loại sau có cùng thành phần hóa học nhưng cấu trúc tinh thể khác nhau.

Mặc dù Ti2O không tồn tại trong tự nhiên trên Trái đất nhưng nó từng được điều chế trong phòng thí nghiệm để tạo ra vật liệu màng mỏng xúc tác quang.

Nhóm nghiên cứu tiếp tục đề xuất rằng các vi thiên thạch, di chuyển với tốc độ hơn 20km/giây, đã đâm vào bề mặt mặt trăng rồi va trúng một loại khoáng chất phổ biến và quan trọng tên là ilmenit - chứa sắt, titan và oxy.

Họ kết luận rằng những va chạm này tạo ra đủ năng lượng để làm cho các hạt ilmenit tan chảy, bốc hơi và sau đó lắng đọng lại trên vành của miệng hố bị va chạm.