Các nhà khoa học cho rằng những lớp trầm tích núi lửa đang giữ một lượng nước trên mặt trăng - Ảnh: NASA

Vào thập niên 1970, những phi hành gia trên chiếc tàu Apollo 11 trở về từ Mặt trăng đã đem theo những hạt thủy tinh núi lửa trong nhiều vật chất khác.

Những hạt thủy tinh núi lửa này là vật chứng cho lịch sử hình thành hàng tỉ năm của Mặt trăng, khi núi lửa làm trào mắcma lên trên bề mặt Mặt trăng. Mắcma này gặp môi trường chân không sẽ nhanh chóng lạnh đi, làm cho một số hạt đóng băng, rồi rơi xuống mặt đất như thủy tinh.

Người ta bắt đầu chú ý nhiều đến những hạt bé nhỏ này vào năm 2008, khi các nhà khoa học khám phá ra chúng có nước bên trong. Đến năm 2011, các nhà khoa học nhận thấy rằng chúng chứa một lượng nước giống như một số loại đất bazan trên mặt đất.

Trong hơn một thập niên, nhà khoa học nghĩ rằng Mặt trăng là một thế giới khô cằn. Những phát hiện bên trong hạt thủy tinh cho thấy sự ngược lại: tồn tại nước trên Mặt trăng. Những hạt thủy tinh này tồn tại chủ yếu trong các lớp trầm tích xa xưa sâu bên trong Mặt trăng.

Nhưng đây mới chỉ là những kết luận đưa ra từ những mẩu vật được đem về từ Mặt trăng, dẫn đến việc có thể chưa được toàn diện và chuẩn xác.

Ralph Milliken, chuyên gia ở khoa Địa chất trường Đại học Brown, quyết định mở rộng nghiên cứu này. Milliken và cộng sự của mình, Shuai Li, một nhà khoa học ở trường Đại học Hawaii, đã sử dụng dữ liệu từ vệ tinh để phân tích nhiều trầm tích trên khắp bề nơi mà nếu có nước thật trên bề mặt thì có thể chứa đựng trong các hạt thủy tinh như các nhà phi hành gia Apollo đã thu nhặt.

“Chúng tôi chắc chắn. Chúng tôi đã tìm được”, Milliken nói. Nhóm nghiên cứu này đã phát hiện ra nước ở trong hàng chục lớp trầm tích núi lửa mà có khi rộng đến hàng ngàn cây số vuông. Những vùng trầm tích này cũng chứa nước nhiều hơn những địa hình khác xung quanh.

Phát hiện của họ được đăng trên tạp chí Nature Geoscience.

Dữ liệu được thu thập từ một phổ kế có tên Moon Mineralogy Mapper của NASA được đưa lên không trung cùng với sứ mệnh chinh phục Mặt trăng đầu tiên của Ấn Độ vào năm 2008.

Công cụ này giúp đo đạc được độ dài của sóng ánh sáng được hấp thụ và phản xạ bởi một bề mặt, do đó các nhà khoa học sử dụng nó để xác định thành phần vật chất.

Milliken nói rằng phát hiện này gợi mở việc Mặt trăng đang giữ một lượng nước đáng kể, nhưng khó ước tính được là bao nhiêu. Tuy nhiên, ông cho rằng nghiên cứu của mình bổ trợ thêm cho kết luận vào năm 2011 về thành phần của những hạt thủy tinh trên Mặt trăng.

Các nhà khoa học vẫn chưa biết làm cách nào Mặt trăng có thể lấy được nước như chúng ta thấy. Đây là câu hỏi lớn nhất với Milliken.

Hầu hết các nhà khoa học tin rằng nước không thể “sống sót” trước nhiệt lượng của sự tương tác giữa Trái đất và các vật thể có hình dạng như sao Hỏa trong quá trình hình thành Mặt trăng 4,5 tỉ năm trước. Tuy nhiên Milliken nói rằng thông qua một cách nào đó nước vẫn có thể tạo thành. 

Chẳng hạn như những tiểu hành tinh hay sao chổi mang nhiều nước đã va phải Mặt trăng trước hoặc sau khi được hình thành. Một giả thuyết khác cho rằng nước trên Mặt trăng được hình thành là do các nguyên tử hidro từ gió mặt trời phản ứng với nguyên tử oxi được vùi trong các lớp đá Mặt trăng.

Dù nguồn gốc là từ đâu đi nữa, những lớp trầm tích chứa nhiều nước trên Mặt trăng về sau có thể là nguồn “giải khát” thuận tiện cho những phi hành gia sau này.

“Mặc dù những mẩu thủy tinh riêng lẻ không có nhiều nước bên trong, tuy nhiên lớp trầm tích rất lớn, do đó có rất nhiều nguyên liệu có thể được sử dụng”, Milliken nói.