Nghiên cứu mới kết luận sự hình thành của Mặt Trăng

Theia là một hành tinh cổ đại giả định quay quanh Mặt trời trong quá trình hình thành hệ mặt trời. Theo giả thuyết về vụ va chạm khổng lồ, tiền hành tinh này đã va chạm với Trái đất khoảng 4,5 tỷ năm trước và một số tàn dư bị đẩy ra đã góp phần hình thành Mặt trăng.

Theia, cái tên gắn liền với nữ thần thị giác và tầm nhìn của Hy Lạp, còn được biết đến trong thần thoại là một trong 12 đứa con Titan của nữ thần Trái đất Gaia và thần bầu trời Uranus. Ngoài thần thoại, Theia là tên của một hành tinh từ lâu được cho là đã đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc của Trái đất và tạo ra Mặt trăng.

Một nghiên cứu gần đây đã xác định được một vật thể thiên văn mới, thường được gọi là “hành tinh bị chôn vùi”, nằm trong lớp phủ Trái đất, có khả năng là tàn tích của Theia. Thông qua mô phỏng máy tính, Theia đã được xác định chính xác ở hai khối đá đặc biệt bên trong lớp phủ Trái đất. Những thành tạo này trải dài hàng nghìn km và có mật độ cao hơn một chút so với môi trường xung quanh.

Quan điểm cho rằng những dị thường trong lớp phủ này có thể là tàn tích của tiền hành tinh cổ đại, Theia, không hoàn toàn mới. Nhà khoa học hành tinh Robin Canup lưu ý rằng nghiên cứu mới này đại diện cho cuộc điều tra nghiêm túc đầu tiên về lý thuyết này. Các tác giả của nghiên cứu đã sử dụng địa chấn để phát hiện hai dị thường có kích thước lục địa được đặc trưng bởi vận tốc địa chấn thấp ở lớp phủ dưới cùng của Trái đất. Khi sóng địa chấn gặp phải những "đốm màu" này, chúng chậm lại, cho thấy có thành phần khác với lớp phủ xung quanh.

Vào năm 2021, các nhà nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng trên máy tính để mô hình hóa sự tương tác giữa Theia và các lớp phủ của Trái đất. Những mô phỏng này minh họa cách vật chất từ ​​tiền hành tinh bên ngoài, ước tính có kích thước xấp xỉ sao Hỏa, sẽ rơi xuống vùng thấp nhất của lớp phủ Trái đất. Thời gian trôi qua, tàn tích của Theia sẽ tích tụ ở vị trí này nhiều hơn, cuối cùng tạo thành những đốm màu dày đặc hơn có thể phát hiện được ngày nay.

Nghiên cứu gần đây được xây dựng dựa trên các mô phỏng máy tính trước đó và đưa ra lời giải thích toàn diện hơn về cách vụ va chạm giữa Theia và Trái đất dẫn đến việc tạo ra cấu trúc lớp phủ hai lớp. Phần còn lại của tiền hành tinh bị đẩy ra ngoài và cuối cùng hợp lại thành Mặt trăng. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng để minh họa cách các vật liệu từ Theia có thể tồn tại bên trên lõi Trái đất trong suốt quá trình tiến hóa của hành tinh, dẫn đến sự hình thành hai đốm màu lớp phủ bị cô lập.

Qian Yuan, một trong những tác giả của nghiên cứu, tin rằng những mô phỏng tinh tế này sẽ buộc cộng đồng khoa học phải xem xét giả thuyết về vụ va chạm khổng lồ một cách nghiêm túc hơn. Giai đoạn nghiên cứu tiếp theo nhằm mục đích xác nhận lý thuyết mô phỏng này trên thực tế bằng cách so sánh trực tiếp các mẫu đá thu được từ lớp phủ của Trái đất với các mẫu được thu thập từ Mặt trăng.