Ảnh minh họa quá trình thu nhỏ của Mặt Trăng (Ảnh: Smithsonian)

Giới khoa học cho rằng Mặt Trăng được hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, sau một vụ va chạm lớn giữa Trái Đất thời kỳ đầu và một thiên thể khổng lồ. Kể từ đó, phần bên trong Mặt Trăng dần nguội đi, khiến thiên thể này co lại và tạo ra những biến đổi trên lớp vỏ.

Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí The Planetary Science Journal, các nhà khoa học đã phân tích hình ảnh do camera Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng (LROC) ghi lại. Qua đó, nhóm xác định hơn 10.000 đứt gãy tương đối trẻ trên bề mặt, từ đó ước tính mức độ co lại của Mặt Trăng trong hàng trăm triệu năm qua.

“Số lượng các vết đứt gãy trẻ được phát hiện lớn hơn nhiều so với những gì tôi từng hình dung”, ông Thomas Watters, nhà địa chất học và nhà khoa học danh dự tại Trung tâm Nghiên cứu Trái Đất và Hành tinh thuộc Bảo tàng Hàng không và Không gian Quốc gia Smithsonian, cho biết. Theo ông, quá trình nguội đi và co lại của phần bên trong Mặt Trăng vẫn đang diễn ra. Vì vậy, các đứt gãy hiện có có thể tiếp tục mở rộng, đồng thời những vết nứt mới có thể hình thành.

Những hình ảnh từ LROC cho thấy nhiều dạng địa hình hình thành do quá trình co lại của Mặt Trăng, trong đó có các vách đứt gãy dạng thùy và những gờ nhỏ trên các vùng đồng bằng tối.

Các vách đứt gãy dạng thùy là những cấu trúc dài, cong, hình thành khi lớp vỏ bị nén ép, nứt vỡ và đẩy lên. Trong khi đó, các gờ nhỏ trên đồng bằng tối có hình dạng giống những nếp nhăn hẹp, phản ánh sự biến dạng của bề mặt Mặt Trăng.

Hoạt động kiến tạo trên Mặt Trăng có nhiều điểm khác biệt so với Trái Đất. Nếu Trái Đất có nhiều mảng kiến tạo dịch chuyển tương đối với nhau, Mặt Trăng về cơ bản có lớp vỏ liền khối, không được chia thành các mảng kiến tạo lớn. Do đó, những vết đứt gãy hình thành khi Mặt Trăng co lại phân bố trên nhiều khu vực, thay vì chỉ tập trung dọc theo ranh giới giữa các mảng kiến tạo.

Bằng cách lập bản đồ hàng nghìn cấu trúc địa chất, các nhà khoa học có thể tái dựng một phần lịch sử biến đổi của Mặt Trăng. Kết quả phân tích cũng cho thấy mật độ đứt gãy không đồng đều trên bề mặt. Những khu vực có ít vết nứt hơn thường có lớp vỏ dày hơn.

Nhóm nghiên cứu cho rằng lớp vỏ dày có thể giúp hạn chế sự thất thoát nhiệt từ bên trong Mặt Trăng, làm chậm quá trình nguội đi và co lại. Đặc điểm này cũng gợi ý rằng nhiều đứt gãy phân bố rộng trên bề mặt có thể hình thành ở giai đoạn muộn hơn trong lịch sử của thiên thể.

Các nhà khoa học nhận định quá trình co lại của Mặt Trăng vẫn tiếp diễn khi phần bên trong tiếp tục nguội đi. Việc nghiên cứu các đứt gãy và cấu trúc địa chất trên bề mặt sẽ giúp làm rõ hơn lịch sử hình thành, biến đổi và tiến hóa của vệ tinh tự nhiên này.