Những tảng đá rơi xuống trái đất từ không gian dưới dạng thiên thạch có thể cho các nhà khoa học biết rất nhiều điều về Hệ Mặt trời: nó hình thành, phát triển như thế nào và nó có thể như thế nào từ rất sớm. Tiến sĩ Sarah Crowther là một chuyên gia về vũ trụ từ Đại học Manchester và sẽ xuất hiện tại lễ hội âm nhạc và khoa học Bluedot năm nay tại Ngân hàng Jodrell ở Cheshire.
Chúng tôi đã nói chuyện với cô ấy về thiên thạch, các chuyến thám hiểm Nam Cực và mối đe dọa đối với Trái đất từ các tiểu hành tinh.
Tìm hiểu thêm về công trình của Tiến sĩ Crowther và các đồng nghiệp của bà tại www.earthandsolarsystem.wordpress.com.
Tại sao chúng ta nghiên cứu đá không gian?
Chúng ta có thể tìm hiểu rất nhiều về nguồn gốc và sự tiến hóa của Hệ Mặt trời thông qua việc phân tích các thiên thạch và các vật chất ngoài hành tinh khác.
Hệ Mặt trời hình thành từ những loại vật chất nào? Chúng đã thay đổi như thế nào thành các loại vật chất mà chúng ta thấy trên Trái đất ngày nay?
Trái đất là một điểm khởi đầu tuyệt vời. Đó là hành tinh chúng ta đang sống, là hành tinh mà chúng ta biết nhiều nhất, nhưng Trái đất có hoạt động địa chất.
Chúng ta có núi lửa, động đất, thời tiết: tất cả những thứ này đã ghi đè lên hồ sơ địa chất khi Trái đất hình thành lần đầu tiên cách đây 4,5 tỷ năm.
Nhưng một số thiên thạch mà chúng tôi phân tích, chẳng hạn, là từ các tiểu hành tinh được tạo ra từ cùng một loại vật liệu hình thành nên Trái đất và chúng không thay đổi trong 4,5 tỷ năm.
Chúng chứa một bản ghi về vật chất mà Hệ Mặt trời hình thành.
Những thiên thạch rơi xuống Trái đất thực sự đến từ đâu?
Phần lớn các thiên thạch mà chúng ta tìm thấy trên Trái đất đến từ vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, nhưng chúng đến từ nhiều tiểu hành tinh khác nhau.
Chúng tôi cũng có vài trăm thiên thạch từ Mặt trăng và vài trăm thiên thạch từ Sao Hỏa.
lĩnh vực nghiên cứu của riêng bạn là gì?
Hầu hết công việc của tôi chỉ xem xét một nguyên tố cụ thể trong các vật liệu ngoài trái đất gọi là xenon.
Nếu bạn có thể hình dung ra bảng tuần hoàn hóa học, thì cột bên tay phải là cái mà chúng ta gọi là ‘khí hiếm’, và đó là những thứ như helium, neon, argon, krypton và xenon.
Chúng đặc biệt thú vị và hữu ích để theo dõi các quá trình tiến hóa của Hệ Mặt trời.
Chúng có trong tất cả các vật liệu đá đến từ Hệ Mặt trời, nhưng chỉ với số lượng rất nhỏ, khiến chúng khá khó đo lường. Nhưng khi bạn có thể đo lường chúng, chúng có thể thực sự hữu ích.
Chúng có rất nhiều đồng vị khác nhau. Đồng vị là các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố và các quá trình vật lý khác nhau như phân rã phóng xạ có thể tạo thành các đồng vị khác nhau hoặc các dạng khác nhau của các khí hiếm này.
Bằng cách xem xét chữ ký của họ, chúng ta có thể tìm hiểu về các loại quy trình đã đóng góp vào các vật liệu của Hệ Mặt trời mà chúng ta quen thuộc ngày nay.
Bạn cũng đã có cơ hội làm việc trên các mẫu mặt trăng từ sứ mệnh Apollo…
Đúng vậy, vâng. Tôi đã làm việc trên các mẫu Apollo với các đồng nghiệp đến từ Manchester và các đồng nghiệp ở Mỹ.
Chúng tôi cũng đã nghiên cứu các mẫu từ sứ mệnh Genesis của NASA, một sứ mệnh thu thập plasma nóng phát ra từ Mặt trời, được gọi là gió mặt trời và mang nó trở lại Trái đất để phân tích.
Mặt trời chiếm 99,8% tổng khối lượng của Hệ mặt trời, nhưng trước sứ mệnh Genesis, chúng ta thực sự biết rất ít về thành phần của nó.
Sứ mệnh Genesis đã thu thập plasma nóng này, mang nó trở lại để mọi người có thể phân tích nó trong phòng thí nghiệm trên Trái đất và tìm hiểu thêm về thành phần.
Các mẫu Apollo đã tiết lộ điều gì về Mặt trăng?
Nếu bạn nhìn vào tất cả các nghiên cứu đã được thực hiện trên các mẫu của Apollo, mọi người đã học được rất nhiều điều kể từ khi những mẫu đầu tiên được mang về cách đây gần 50 năm.
Sự hiểu biết của chúng ta về cách Mặt trăng hình thành cũng như các đặc điểm và tính năng của nó đã thay đổi hoàn toàn so với trước các sứ mệnh của Apollo.
Công việc mà tôi chủ yếu làm là cùng với một đồng nghiệp ở Mỹ và chúng tôi đang xem xét một số mảnh đá nhỏ xíu gọi là zircon, được tìm thấy trong đất mặt trăng và đá được các phi hành gia Apollo mang về.
Chúng tôi đang cố gắng xác định tuổi của chúng để hiểu lịch sử oanh tạc của Mặt trăng.
Bạn có thể thấy khi nhìn vào Mặt trăng rằng nó được bao phủ bởi các miệng núi lửa, vì vậy nó đã bị va đập rất nhiều lần.
Tương tự, bạn có thể thấy rất nhiều miệng núi lửa trên sao Hỏa. Chúng ít rõ ràng hơn trên Trái đất, bởi vì hành tinh của chúng ta vẫn đang hoạt động địa chất.
Để điều tra lịch sử bắn phá của Mặt trăng, chúng ta cần xem xét các mẫu cũ hơn thời điểm xảy ra các vụ va chạm.
Zircon rất tốt cho việc này vì tuổi kết tinh của chúng – khi chúng hình thành hoặc kết tinh – nằm trong khoảng 3,9 đến 4,4 tỷ năm trước.
Các zircon kết hợp một lượng nhỏ uranium (U) và plutonium (Pu), cả hai đều phân rã để tạo ra các đồng vị của xenon (Xe) – vì vậy chúng ta cũng có thể thử xác định tuổi U-Xe và Pu-Xe cho các zircon và xem liệu chúng phù hợp với tuổi kết tinh, hoặc nếu chúng được thiết lập lại bởi các tác động.
Cùng với việc xem xét các vòng tròn mặt trăng, chúng tôi cũng xem xét các vòng tròn từ đặc điểm tác động Vredefort trên mặt đất ở Nam Phi và áp dụng các loại phân tích tương tự.
Chúng tôi thấy rằng tuổi U-Xe đối với một số loại ngũ cốc phù hợp với tuổi kết tinh của chúng, nhưng tuổi U-Xe đối với những loại khác lại trẻ hơn tuổi kết tinh của chúng, cho thấy chúng đã bị mất một số xenon do tác động.
Việc hiểu các vòng tròn Vredefort sau đó sẽ giúp giải thích dữ liệu cho các vòng tròn mặt trăng.
Một lần nữa, chúng ta thấy rằng một số zircon của mặt trăng có tuổi phù hợp với tuổi kết tinh của chúng, trong khi những loại khác cho thấy bằng chứng về sự mất mát xenon gần đây.
Bạn sẽ phát biểu tại lễ hội âm nhạc và khoa học Bluedot năm nay tại Ngân hàng Jodrell. Đây có phải là năm đầu tiên bạn tham gia với Bluedot không?
Chúng tôi đã tham gia vào tất cả các lễ hội Bluedot. Chúng tôi thậm chí đã tham gia một vài sự kiện Trực tiếp từ Ngân hàng Jodrell , tiền thân của lễ hội Bluedot.
Đó là một ngày cuối tuần tuyệt vời để là một phần của. Có rất nhiều buổi nói chuyện và các hoạt động khoa học thực hành cũng như nhạc sống vào buổi tối.
Bạn sẽ nói về điều gì tại lễ hội năm nay?
Tôi sẽ nói về các loại vật chất ngoài trái đất mà chúng ta có ở đây trên Trái đất mà chúng ta có thể nghiên cứu: thiên thạch, đá từ Mặt trăng và các mẫu quay trở lại khác.
Toàn bộ nhóm nghiên cứu của chúng tôi sẽ có một hoạt động trong một trong các lĩnh vực khoa học, nơi chúng tôi sẽ có các mẫu thiên thạch mà mọi người có thể xem xét.
Chúng tôi sẽ có những tảng đá Apollo ở đó để mọi người xem và các hoạt động khác liên quan đến nghiên cứu của chúng tôi về các hoạt động ngoài trái đất.
Tôi nghĩ rằng hầu hết mọi người thực sự ngạc nhiên khi được cầm những tảng đá này. Họ không thể tin rằng họ đang nắm giữ một mảnh của Mặt trăng hoặc Sao Hỏa.
Không phải ngày nào bạn cũng có thể về nhà và nói “Hôm nay tôi đã cầm được một mảnh Mặt trăng!”
Có đủ dễ dàng để thực sự đi ra ngoài và tìm kiếm thiên thạch và tìm thấy chúng không?
Có và không. Thiên thạch có thể đáp xuống bất cứ đâu trên Trái đất; không có nơi nào chúng có nhiều khả năng hạ cánh hơn những nơi khác.
Tuy nhiên, có những nơi chúng dễ dàng tìm thấy hơn nhiều.
Nếu hôm nay bạn tình cờ ra đường và nhìn thấy một tảng đá trên đường đi bộ về nhà, đó có thể không phải là thiên thạch.
Nhưng nếu bạn đang đi bộ qua sa mạc Sahara hoặc đi bộ qua Nam Cực và bạn bắt gặp một tảng đá đen, thì rất có thể đó là một thiên thạch, bởi vì nó trông hoàn toàn khác với phần còn lại của môi trường.
Không có cuộc thám hiểm Nam Cực để tìm kiếm thiên thạch do các nhà nghiên cứu từ Đại học Manchester dẫn đầu sao?
Đúng vậy, vào mùa đông (bán cầu bắc) năm 2018, chuyến đi đầu tiên do người Anh dẫn đầu tìm kiếm thiên thạch ở Nam Cực đã diễn ra và họ thực sự đang tìm kiếm một loại thiên thạch chủ yếu làm bằng kim loại mà họ cho là bị chôn vùi dưới lớp băng.
Có hai phần trong nhiệm vụ. Trước hết, họ đang sử dụng thứ về cơ bản là một máy dò kim loại lớn để quét qua băng và cố gắng tìm những thiên thạch này được chôn ngay dưới bề mặt.
Một phần khác của nhiệm vụ, do Tiến sĩ Katherine Joy dẫn đầu, là tìm kiếm một số địa điểm chưa từng được quan sát trước đây, để xem liệu có bất kỳ thiên thạch nào ở đó không và liệu chúng có phù hợp để sử dụng với máy dò kim loại hay không. trong những năm tới.
Đá không gian có gây ra mối đe dọa cho hành tinh của chúng ta hoặc loài của chúng ta không?
Trái đất sẽ lại bị tấn công vào một thời điểm nào đó trong tương lai. Nó đã bị đánh trước đây. Chúng ta biết rằng loài khủng long đã chết vì một cuộc tấn công của tiểu hành tinh.
Bạn có thể thấy các miệng núi lửa trên Trái đất nơi đã xảy ra các vụ va chạm trong quá khứ, vì vậy chúng ta sẽ lại bị va chạm. Nó chỉ là một trường hợp của những gì và khi nào.
Cá nhân tôi không biết rằng chúng ta có thể làm gì nhiều để ngăn chặn điều này xảy ra, vì vậy tôi không lo lắng về điều đó!
Bạn có nghĩ rằng ý tưởng của Hollywood về việc làm chệch hướng các tiểu hành tinh khỏi Trái đất là hơi xa vời không?
Tôi nghĩ đây là điều mà mọi người đang xem xét và nó có thể khả thi, nhưng vấn đề là có rất nhiều tiểu hành tinh ngoài kia và chúng ta chỉ biết về một phần nhỏ trong số chúng.
Chúng tôi thậm chí chỉ biết về một phần nhỏ trong số những thứ mà chúng tôi coi là rủi ro đối với Trái đất.
Vì vậy, chúng ta phải thực sự biết rằng có một tiểu hành tinh ở đó và đó là một rủi ro đối với chúng ta trước khi chúng ta có thể làm bất cứ điều gì về nó.
Tiến sĩ Sarah Crowther sẽ xuất hiện tại Lễ hội Bluedot năm nay và sẽ tổ chức các hội thảo mang đến cho du khách cơ hội xem và xử lý các mẫu mặt trăng.