Tìm hiểu chi tiết về lõi Mặt Trăng là điều rất quan trọng để phát triển các mô hình chính xác về sự hình thành của Mặt Trăng. Các dữ liệu thu thập được đã làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của đy-na-mo Mặt Trăng - một quá trình tự nhiên mà Mặt Trăng của chúng ta có thể đã tạo ra và duy trì sức mạnh từ trường riêng của nó.
Phát hiện của nhóm nghiên cứu cho thấy Mặt Trăng đang sở hữu một lõi rắn,giàu sắt bên trong, có bán kính gần 150 dặm và chất lỏng, chủ yếu là chất lỏng bên ngoài lõi sắt có bán kính khoảng 205 dặm. Nơi nó khác với Trái Đất là một phần lớp ranh giới nóng chảy xung quanh lõi, ước tính có bán kính gần 300 dặm. Nghiên cứu cho thấy lõi chứa một tỷ lệ nhỏ các nguyên tố nhẹ như lưu huỳnh, phản ánh từ nghiên cứu địa chấn mới trên Trái Đất cho thấy sự hiện diện của các nguyên tố ánh sáng - chẳng hạn như lưu huỳnh và oxy - trong một lớp quanh lõi của chúng.
Lõi Mặt Trăng
Hình ảnh mô phỏng cấu trúc bên trong Mặt Trăng (NASA)
Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu mở rộng thu thập được trong các sứ mệnh Apollo. Thí nghiệm địa chấn bị động Apollo bao gồm bốn máy đo địa chấn triển khai giữa năm 1969 và 1972, trong đó ghi nhận liên tục hoạt động địa chấn cho đến cuối năm 1977.
"Chúng tôi áp dụng thử và đúng phương pháp địa chấn trên đất liền từ bộ dữ liệu kế thừa này để trình bày khám phá trực tiếp đầu tiên về lõi của Mặt Trăng", phát biểu bởi ông Renee Weber, trưởng nhóm nghiên cứu và nhà khoa học không gian tại Trung tâm vũ trụ Marshall của NASA ở Huntsville, Ala
Ngoài Weber, nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học từ Marshall, Đại học bang Arizona, Đại học California tại Santa Cruz, và Institut de Physique du Globe de Paris ở Pháp. Phát hiện của họ được công bố trong ấn bản online của tạp chí Sciene.
Nhóm nghiên cứu cũng đã phân tích các biểu đồ địa chấn của Mặt Trăng từ Apollo bằng cách sử dụng quy trình mảng, kỹ thuật xác định và phân biệt các nguồn tín hiệu của địa chấn Mặt Trăng và hoạt động địa chấn khác. Các nhà nghiên cứu xác định như thế nào và nơi nào mà sóng địa chấn đi qua hoặc đã được phản ánh bởi các yếu tố bên trong của Mặt Trăng, đánh dấu thành phần và tình trạng các mặt phân giới ở độ sâu khác nhau.
Mặt dù các sứ mệnh chụp ảnh chi tiết Mặt Trăng có những đóng góp đáng kể cho việc nghiên cứu lịch sử và địa hình của nó, cấu trúc bên trong của vệ tinh tự nhiên của Trái Đất vẫn là chủ đề của các cuộc nghiên cứu, phỏng đoán từ các sứ mệnh Apollo. Các nhà nghiên cứu trước đây đã suy đóan sự tồn tại của lõi, dựa trên các ước tính gián tiếp của các thuộc tính bên trong của Mặt Trăng, nhưng nhiều người không đồng ý về tình trạng, bán kính và thành phần của nó.
Một hạn chế chính để thông qua các nghiên cứu địa chấn Mặt Trăng vừa qua là lớp bồi của "tiếng ồn" gây ra bởi các tín hiệu chồng chéo nảy sinh các cấu trúc lặp đi lặp lại trong lớp vỏ phân đoạn của Mặt Trăng. Để giảm thiểu thách thức này, Weber và nhóm làm việc một cách tiếp cận gọi là dữ liệu địa chấn xếp chồng, hay phân vùng kỹ thuật số các tín hiệu. Xếp chồng cải thiện tỷ lệ tín hiệu thành tiếng ồn và cho phép các nhà nghiên cứu rõ ràng hơn theo dõi đường đi và hành vi của mỗi tín hiệu duy nhất khi nó đi qua Mặt Trăng.
"Chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục làm việc với các dữ liệu địa chấn Apollo để tiếp tục tinh chỉnh dự đoán của chúng ta về tính chất lõi và đặc trưng cho tín hiệu Mặt Trăng rõ ràng nhất có thể để hỗ trợ trong việc giải thích các dữ liệu được trả về từ các sứ mệnh tương lai", Weber cho biết.
Tương lai NASA nhiệm vụ sẽ giúp thu thập dữ liệu chi tiết hơn. Phòng thí nghiệm Nội tại và Phục hồi từ trường, hoặc GRAIL, là một sứ mệnh lớp Discovery của NASA được định sẵn để phóng trong năm nay. Nhiệm vụ này bao gồm hai tàu vũ trụ sẽ vào quỹ đạo song song xung quanh Mặt Trăng trong vài tháng để đo trường hấp dẫn một cách chi tiết chưa từng có. Sứ mệnh cũng sẽ trả lời câu hỏi tồn tại khá lâu về Mặt Trăng của Trái Đất và cung cấp cho các nhà khoa học hiểu rõ hơn về vệ tinh tự nhiên này từ lớp vỏ đến cốt lõi, để lộ các cấu trúc dưới bề mặt và gián tiếp, lịch sử về nhiệt độ của nó.
NASA và các cơ quan không gian khác đã nghiên cứu khái niệm để thiết lập một Mạng lưới Mặt Trăng Quốc Tế - một tập hợp các robot của trạm giám sát địa vật lý trên Mặt Trăng - như là một phần của những nỗ lực phối hợp các sứ mệnh quốc tế trong thập kỷ tới.