"Các giả thuyết trong hàng thập kỷ qua đều cho rằng lúc đầu Mặt Trăng có các vật chất giống Trái Đất, nhưng vì dễ bay hơi nên chúng thoát ra ngoài vũ trụ", Robin Canup, hiện đang làm việc tại Viện nghiên cứu Tây Nam Colorado, phát biểu vào hôm 10/11 trong cuộc họp thường niên về khoa học hành tinh của Hội Thiên văn học Mỹ. Ông là tác giả chính của nghiên cứu cho rằng vật chất không bốc hơi mà được "treo" lơ lửng quanh Trái Đất.
Theo các lý thuyết được công nhận tới nay, vào giai đoạn bắt đầu hình thành hệ Mặt Trời, một "tiền hành tinh" giàu các chất dễ bay hơi trôi nổi ở gần quỹ đạo Trái Đất ngày nay. Một vụ va chạm cực lớn giữa nó với một vật thể khổng lồ khác, được đặt tên là Theia đã tạo ra Trái Đất và Mặt Trăng.
Củng cố cho giả thuyết này, các mẫu đá tìm thấy trên Mặt Trăng rất giống với đá trên Trái Đất. Tuy nhiên, khác biệt là, đá trên Mặt Trăng không có các chất dễ bay hơi như nước, kẽm, natri, kali.
Trong nhiều năm, các nhà khoa học cho rằng nhiệt từ vụ va chạm với Theia có thể đã làm bay hơi những chất này vào vũ trụ. Tuy nhiên, theo nhóm của Canup, chỉ có một lượng nhỏ bị bay hơi, do cần một tốc độ rất lớn để thắng lực hấp dẫn của Trái Đất.
Lượng lớn vật chất còn lại, bao gồm cả các chất dễ bay hơi sẽ bao phủ quanh Trái Đất thành một vành đai như với sao Thổ ngày nay. Ở giai đoạn này, Trái Đất và Mặt Trăng thu thập được một lượng chất dễ bay hơi tương ứng với lực hấp dẫn của hai vật thể. Lý thuyết cho rằng phần lõi của Mặt Trăng chứa thành phần là các chất này.
Mặt Trăng tuy quay quanh Trái Đất nhưng có xu hướng rời xa dần, khoảng 4 cm mỗi năm, do đó, hấp dẫn của Trái Đất với các chất này ngày càng tăng lên, trong khi hấp dẫn của Mặt Trăng giảm dần. Kết quả là vật chất từ vành đai rơi xuống Trái Đất nhiều hơn Mặt Trăng.
Theo tính toán, một nửa khối lượng của Mặt Trăng có được về sau nhờ thu thập vật chất từ vành đai Trái Đất. Tuy nhiên, nhiệt độ khi đó còn khá cao làm cho Mặt Trăng không thể giữ được các chất dễ bay hơi, bao gồm cả nước. Lượng vật chất này tạo nên một lớp vỏ bằng đá dày từ 100 đến 500 km bao phủ Mặt Trăng. Các nhà khoa học dự đoán có thể tìm thấy các chất thiếu hụt so với Trái Đất ở bên dưới lớp vỏ này.
Kết quả này đạt được nhờ sự kết hợp của các phương pháp nhiệt và hóa học với các mô hình chuyển động đã được sử dụng trước đây. Mô hình hóa học mô phỏng ở đây dựa trên giả thuyết ban đầu, có một đĩa oxy bao quanh Trái Đất, không phải đĩa hydro như trường hợp Mặt Trời.
Nghiên cứu đã được đăng tải trực tuyến trên tạp chí Nature Geoscience hôm 9/11.
