Theo những tính toán trước đây, Mặt Trăng của chúng ta có tuổi khoảng 100 triệu năm sau hệ Mặt Trời xuất hiện. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây đã xác định chính xác đến 99,9% rằng Mặt Trăng có từ 95 triệu năm sau khi hệ Mặt Trời xuất hiện. Không chỉ cho thấy Mặt Trăng trẻ hơn nhiều so với tuổi ước tính, nghiên cứu cũng gợi ý rằng sự hình thành của Trái Đất khá trễ và mất nhiều thời gian hơn so với những gì chúng ta nghĩ. Thêm vào đó, nghiên cứu cũng xác nhận Mặt Trăng được tạo ra khi một hành tinh có kích thước cỡ bằng sao Hỏa (thường gọi là Theia) va chạm với Trái Đất từ 4,5 tỉ năm về trước, giải phóng một lượng lớn các mảnh vỡ và các mảnh vỡ này nhanh chóng liên kết lại, tạo thành vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất.
Về phương diện lịch sử, tất cả những nổ lực để tính tuổi của Mặt Trăng đều xoay quanh các đồng vị phóng xạ, chẳng hạn như thử nghiệm phân rã các yếu tố phóng xạ trong mẫu vật lấy từ Mặt Trăng. Phương pháp này khá hiệu quả nhưng lại hạn chế về độ chính xác trong khoảng thời gian hàng tỉ năm. Vì vậy, những nghiên cứu trước đây đã ước lượng tuổi của Mặt Trăng vào khoảng từ 30 đến 100 triệu năm sau khi hệ Mặt Trời ra đời. Phương pháp mới do một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đưa ra lại tiếp cận theo một hướng khác, phức tạp hơn để có thể xác định chính xác tuổi của Mặt Trăng.
Như bạn đã biết, lõi Trái Đất là sắt nhưng bên cạnh đó là một lớp các nguyên tố ưa sắt được gọi là siderophiles bao gồm bạch kim, vàng, Iridium và chúng luôn sẵn sàng hòa tan trong sắt dưới dạng dung dịch hoặc nóng chảy. Các siderophile tự nhiên có xu hướng lắng xuống dưới lõi Trái Đất nơi có rất nhiều sắt và đây là lý do tại sao các nguyên tố này rất hiếm xuất hiện trong lớp vỏ Trái Đất. Theo giả thuyết trên, vụ va chạm với hành tinh Theia đã đẩy gần như toàn bộ các nguyên tố ưa sắt siderophiles vào lõi Trái Đất. Giả thuyết cũng cho rằng các nguyên tố hiếm ưa sắt đều nằm gần lõi và những gì chúng ta khai thác được ngày nay trong lớp vỏ gần hơn phải xuất hiện sau này, có thể là do các va chạm nhỏ hơn bởi thiên thạch.
Bằng việc sử dụng một loạt 259 máy tính mô phỏng, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà khoa học hành tinh Seth Jacobson tại đài quan sát Côte d'Azur, Pháp đã phát hiện ra rằng họ có thể tính được Trái Đất nặng bao nhiêu trước và sau khi vụ va chạm với hành tinh Theia xảy ra, cũng như khối lượng hiện tại của Trái Đất sau 4,5 tỉ năm. Trong quá trình nghiên cứu, họ đã phát hiện vụ va chạm giữa Trái Đất và Theia phải xảy ra khoảng 4,47 tỉ năm về trước hoặc gần 95 triệu năm sau khi hệ Mặt Trời xuất hiện.
Nghiên cứu trên quan trọng như thế nào? Dĩ nhiên sẽ thật tuyệt vời nếu chúng ta biết thêm về cách hệ Mặt Trời và các hành tinh hình thành, quá trình này sẽ giải mã những bí ẩn về khoa học và địa chất học của các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời cũng như các hành tinh khác nằm trong vũ trụ bao la. Trong trường hợp này, nghiên cứu đã nêu rõ Trái Đất chỉ hoàn tất quá trình hình thành kể từ 100 triệu năm sau khi Mặt Trời ra đời. Trong khi đó, sao Hỏa lại chỉ mất vài triệu năm để phát triển hoàn toàn. Tại sao có sự chênh lệch lớn như vậy, phải chăng Trái Đất và sao Hỏa là 2 hành tinh đặc biệt? Các nhà nghiên cứu đã rất chú ý đến sao Kim - hành tinh có kích thước và thành phần tương tự Trái Đất nhưng do không có thiên thạch nào từ sao Kim rơi xuống Trái Đất cũng như chưa có con tàu thăm dò nào đổ bộ xuống sao Kim nên chúng ta vẫn chưa rõ ngôi sao này đã mất bao nhiêu năm để phát triển hoàn chỉnh.
Ngoài giả thuyết trên, đã có nhiều giả thuyết lý giải sự hình thành của Trái Đất và Mặt Trăng. Hầu hết các giả thuyết đều rất đơn giản, chẳng hạn như Trái Đất đã quay nhanh đến nỗi bề mặt của nó tan chảy và vật chất được giải phóng ra ngoài không gian bằng lực ly tâm sau đó nguội dần trở thành Mặt Trăng. Một giả thuyết tốt hơn là Trái Đất và Mặt Trăng được tạo ra cùng lúc bởi một vụ va chạm giữa 2 hành tinh khổng lồ. Các mảnh vỡ từ vụ va chạm một phần trở thành Mặt Trăng, một phần tái hợp trở thành Trái Đất. Giả thuyết này giải thích ngắn gọn tại sao Trái Đất và Mặt Trăng đồng nhất về mặt nguyên tử khi có sự hiện diện của nhiều nguyên tố đồng vị.
Theo: ExtremeTech
