Nhiệm vụ Thường Nga-5 của Trung Quốc đã phát hiện ra một điều đáng ngạc nhiên trên Mặt Trăng: graphene tự nhiên.
Các nhà nghiên cứu phân tích mẫu vật trên Mặt Trăng đã phát hiện ra một điều bất ngờ: graphene ít lớp tự nhiên, một dạng carbon có thể định hình lại hiểu biết của chúng ta về sự hình thành và tiến hóa địa chất của Mặt Trăng. Nghiên cứu có tựa đề " Khám phá Graphene ít lớp tự nhiên trên Mặt Trăng", được công bố trên Tạp chí Khoa học Quốc gia (National Science Review), mở ra những khả năng mới thú vị cho cả việc thám hiểm không gian và sử dụng tài nguyên trên Mặt Trăng.
Người ta tìm thấy gì trong các mẫu vật trên Mặt Trăng?
Sứ mệnh Thường Nga-5, mang về các mẫu vật từ bề mặt Mặt Trăng vào tháng 12 năm 2020, đã mang đến một phát hiện phi thường: lần đầu tiên xác nhận sự hiện diện của graphene ít lớp trong bụi Mặt Trăng. Dạng carbon này, với từ hai đến mười lớp nguyên tử, đã được phát hiện bằng các kỹ thuật phân tích hóa học không phá hủy như quang phổ Raman. Khám phá này đã thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới vì nó thách thức các giả định trước đây về thành phần và cấu tạo hóa học của Mặt Trăng.
Nguồn gốc của Mặt Trăng được viết lại?
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã tuân theo giả thuyết tác động khổng lồ , cho rằng Mặt Trăng được hình thành từ các mảnh vỡ sau vụ va chạm giữa Trái Đất và một hành tinh có kích thước bằng sao Hỏa.
Theo lý thuyết này, Mặt Trăng sẽ cạn kiệt carbon, với rất ít hoặc không có vật liệu giàu carbon. Tuy nhiên, phát hiện mới về carbon tự nhiên dưới dạng graphene cho thấy Mặt Trăng có thể không cằn cỗi như người ta từng nghĩ. Các nhà nghiên cứu hiện suy đoán rằng Mặt Trăng có thể có một quá trình thu giữ carbon, quá trình này tích tụ dần carbon bản địa từ gió Mặt Trời và hoạt động núi lửa trong hàng tỷ năm.
Nguồn: National Science Review.
Graphene xuất hiện trên Mặt Trăng như thế nào?
Graphene, một vật liệu đáng chú ý với độ bền và tính chất điện, thường được sản xuất trong các phòng thí nghiệm trên Trái Đất. Tuy nhiên, sự hiện diện của graphene trên Mặt Trăng là tự nhiên, được hình thành trong điều kiện khắc nghiệt của một thiên thể không có khí quyển. Các nhà nghiên cứu tin rằng gió Mặt Trời - các hạt tích điện do Mặt Trời phát ra - đã va vào bề mặt Mặt Trăng và tương tác với bụi giàu sắt, dẫn đến sự hình thành graphene.
Ngoài ra, các vụ phun trào núi lửa có thể đã góp phần tạo ra nhiệt cho quá trình này, cho phép hình thành các lớp graphene dày hơn ở một số khu vực nhất định.
Các nhà khoa học đang viết lại lịch sử của Mặt Trăng
Việc phát hiện ra graphene có thể làm suy yếu giả thuyết về va chạm khổng lồ, vốn là nền tảng của khoa học Mặt Trăng. Trước đây, các nhà khoa học tin rằng carbon trên Mặt Trăng đã bị mất đi trong vụ va chạm dữ dội hình thành nên nó.
Giờ đây, với bằng chứng về sự hình thành carbon bản địa trên Mặt Trăng, một giả thuyết mới đang nổi lên: Mặt Trăng có thể đã dần dần hấp thụ carbon từ gió Mặt Trời, hoặc thậm chí từ quỹ đạo Trái Đất, trong hàng tỷ năm. Giả thuyết này đưa ra ý tưởng về sự tích tụ carbon thay vì sự cạn kiệt carbon, mở ra những hướng đi mới để hiểu lịch sử địa chất ban đầu của Mặt Trăng.
Graphene là một vật liệu cực kỳ giá trị, nổi tiếng với độ bền, độ dẫn điện và tính linh hoạt. Việc phát hiện ra graphene trên Mặt Trăng mở ra khả năng khai thác nó để sử dụng trong xây dựng không gian, lưu trữ năng lượng và hệ thống hỗ trợ sự sống trong tương lai trên Mặt Trăng. Graphene có thể được sử dụng để gia cố lá chắn bức xạ, tạo ra tụ điện hiệu quả, hoặc thậm chí lọc nước. Khả năng sử dụng các nguồn tài nguyên địa phương như graphene có thể giảm đáng kể chi phí và độ phức tạp của các sứ mệnh thám hiểm Mặt Trăng.
Liệu điều này có thể mở ra kỷ nguyên mới về sử dụng tài nguyên trên Mặt Trăng không?
Khả năng khai thác graphene trực tiếp trên Mặt Trăng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho các nhà thám hiểm tương lai. Các nhà nghiên cứu hiện đang xem xét các phương pháp khai thác vật liệu này, có thể sử dụng các phương pháp như tách từ tính để tách sắt khỏi các tấm graphene. Vật liệu này cũng có thể được sản xuất trên Mặt Trăng, giúp giảm chi phí và khó khăn liên quan đến việc vận chuyển vật liệu từ Trái Đất.
Với khám phá này, sứ mệnh Thường Nga-5 đã mở đường cho việc hiểu biết sâu sắc hơn về các quá trình địa chất của Mặt Trăng và có thể định hình đáng kể các sứ mệnh thám hiểm không gian trong tương lai khi các nhà khoa học bắt đầu lập kế hoạch cho sự hiện diện bền vững hơn trên Mặt Trăng.
Nguồn: dailygalaxy
