Các nhà khoa học đã có một khám phá mang tính đột phá: họ tìm thấy một hồ chứa nước ngầm khổng lồ trên sao Hỏa. Hồ chứa này lớn đến mức có thể bao phủ toàn bộ hành tinh bằng nước ở độ sâu từ 1 đến 2 km hoặc khoảng một dặm.
Khám phá này đã giải đáp một bí ẩn lâu đời về sao Hỏa đó là điều gì đã xảy ra với tất cả nước trên sao Hỏa? Sao Hỏa không phải lúc nào cũng khô cằn, bụi bặm như những gì chúng ta thấy ngày nay. Hàng tỷ năm trước, sao Hỏa là một nơi rất khác. Nó có bầu khí quyển dày hơn và khí hậu ấm hơn, cho phép nước lỏng chảy qua bề mặt.
Bằng chứng nào cho thấy có nước trên sao Hỏa?
Làm sao chúng ta biết được có nước trên sao Hỏa hay không? Có 3 bằng chứng quan trọng cho thấy nước đã từng chảy trên Hành tinh Đỏ. Đầu tiên là một mạng lưới các thung lũng và kênh thoát nước. Trên sao Hỏa xuất hiện rải rác các đặc điểm rất giống với các thung lũng sông và đồng bằng châu thổ trên Trái đất. Mạng lưới các thung lũng phân nhánh này cho thấy rằng nước đã từng chảy qua bề mặt sao Hỏa, tạo ra các kênh và lắng đọng trầm tích.
Thứ hai là sự hiện diện của khoáng chất ngậm nước. Một số khoáng chất chỉ hình thành khi có nước, chẳng hạn như đất sét, sunfat và một số loại muối nhất định được phát hiện trên sao Hỏa cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng nước đã từng tồn tại trên hành tinh này. Các khoáng chất này đã được tìm thấy bởi các tàu quỹ đạo như Mars Reconnaissance Orbiter và các xe tự hành như Curiosity.
Cuối cùng, các tàu thám hiểm sao Hỏa đã phát hiện ra các khối đá trầm tích trên hành tinh này, tương tự như các khối đá được hình thành do dòng chảy của nước trên Trái Đất. Những khối đá xếp lớp này xảy ra khi nước chảy qua bề mặt tạo nên các vết gợn sóng.
Toàn bộ nước trên sao Hỏa đã bị mất đi như thế nào?
Khoảng 3 đến 4 tỷ năm trước, sao Hỏa đã trải qua một loạt các sự kiện thảm khốc làm thay đổi đáng kể lịch sử của sao Hỏa. Đầu tiên phải kể đến đó là sự sụp đổ từ trường. Không giống như Trái Đất, trong lịch sử hình thành của sao Hỏa, nó đã mất từ trường từ khá sớm.
Từ trường này, được tạo ra bởi hiệu ứng dynamo bên trong lõi nóng chảy của hành tinh, sẽ che chắn bầu khí quyển sao Hỏa khỏi gió mặt trời với luồng liên tục các hạt tích điện do Mặt trời phát ra. Khi lõi của sao Hỏa nguội dần, hiệu ứng dynamo yếu đi, cuối cùng dẫn đến việc mất từ trường.
Khi từ trường biến mất, bầu khí quyển của sao Hỏa dễ bị tổn thương bởi các xung gió mặt trời. Đây là một nguyên nhân đóng góp đáng kể cho sự thất thoát khí quyển của sao Hỏa. Theo thời gian, sự liên tục của gió mặt trời khiến áp suất khí quyển giảm đáng kể. Khi bầu khí quyển mỏng đi, nước lỏng ngày càng khó tồn tại trên bề mặt, bắt đầu bốc hơi và thoát vào không gian.
Các phân tích dữ liệu gió mặt trời và dữ liệu vệ tinh theo dõi các dòng ion nặng rời khỏi bầu khí quyển của sao Hỏa cho thấy bầu khí quyển của sao Hỏa không trôi đi với tốc độ ổn định. Điều này có thể liên tưởng đến những vụ nổ mất khí quyển do các sự kiện mặt trời tác động được gọi là hiện tượng tương tác ăn mòn (CIR).
Hiện tượng tương tác ăn mòn (CIR) là gì?
Hiện tượng tương tác ăn mòn (CIR – Corotating Interaction Region) là một hiện tượng phổ biến trong vật lý nhật quyển, xảy ra khi các vùng gió Mặt Trời có tốc độ khác nhau tương tác với nhau. CIR hình thành khi các vùng có gió mặt trời di chuyển nhanh gặp gió khí quyển di chuyển chậm hơn, tạo ra xung áp suất cao. CIR bao gồm các khu vực nén chặt các hạt tích điện, làm tăng cường từ trường và tạo ra sóng sốc.
Những vùng này có thể ảnh hưởng lớn đến môi trường vũ trụ xung quanh các hành tinh và cũng có thể gây ra bão từ, ảnh hưởng đến các vệ tinh, truyền thông và hệ thống điện trên Trái Đất. CIR cũng được nghiên cứu trong việc tác động đến các hành tinh không có từ trường, như sao Hỏa, thông qua việc nén và tương tác với khí quyển của hành tinh đó (NASA Technical Reports Server).
Khi các xung CIR này đi qua Sao Hỏa, chúng làm mất các hạt khỏi bầu khí quyển của Sao Hỏa. Trong thời gian xảy ra hiện tượng CIR, dòng chảy của các hạt khí quyển từ Sao Hỏa thoát nhanh gấp khoảng 2,5 lần so với bình thường và khoảng một phần ba vật chất Sao Hỏa bị mất được cho là có liên quan đến hiện tượng CIR.
Bầu khí quyển mỏng đi khiến hiệu ứng nhà kính yếu đi, làm cho nhiệt độ giảm mạnh, dẫn đến Sao Hỏa chuyển từ môi trường ấm và ẩm ướt sang lạnh và khô như ngày nay. Khi hành tinh này nguội đi, nước lỏng nào còn lại đều bị đóng băng, trở thành băng bề mặt hoặc băng vĩnh cửu ẩn bên dưới bề mặt.
Liệu ở đâu đó vẫn có nước trên sao Hỏa?
Nếu các giải thuyết trên là đúng thì vẫn có gì đó chưa được rõ ràng ở đây. Ngay cả khi thất thoát một lượng nước vào không gian, vẫn phải còn một lượng nước đáng kể trên sao Hỏa mà lượng nước đóng băng trong các chỏm băng cực là không đủ để thể hiện cho tất cả nước trên sao Hỏa. Điều này đặt ra câu hỏi thú vị: phần nước còn lại trên sao Hỏa đang ẩn náu ở đâu? Và nếu nó vẫn tồn tại, liệu có khả năng phục vụ sự sống như chúng ta biết không?
Câu trả lời đến từ tàu vũ trụ InSight của NASA, một sứ mệnh mang tính đột phá nhằm mục đích khám phá cấu trúc bên trong sao Hỏa. InSight là 1 trong 4 tàu thực hiện sứ mệnh khám phá Sao Hỏa, cùng với các tàu tự hành Perseverance và Curiosity của Mỹ và tàu Zhurong của Trung Quốc.
Sứ mệnh của tàu vũ trụ Insights
Tàu InSights set up Sao Hỏa vào tháng 11/2018 với các thiết bị được thiết kế để phát hiện âm thanh địa chỉ của hành động này. Không giống như các sứ mệnh trước đây tập trung vào việc khám phá bề mặt, InSight được thiết kế để đào sâu hơn, theo nghĩa đen và nghĩa bóng. Sứ mệnh của nó là điều tra hoạt động địa chấn, dòng nhiệt và thành phần bên trong của sao Hỏa bằng cách nhìn bên dưới lớp vỏ.
Nhà nghiên cứu cho biết dữ liệu của InSight đã tiết lộ mật độ của lớp vỏ bên ngoài, kích thước, mật độ của phần lõi bên trong và cấu trúc của lớp phủ nằm giữa Sao Hỏa. Một trong những vật chất chính của InSight là bằng chứng cho thấy “Hành tinh Đỏ” thực sự đang có các hoạt động địa chấn.
Trong suốt bốn năm thực hiện sứ mệnh, InSight đã phát hiện hơn 1.300 trận động đất trên sao Hỏa. Những trận động đất này bắt nguồn từ các vụ va chạm thiên thạch và tiếng ầm ầm từ các khu vực núi lửa, tất cả đều tạo ra sóng địa chấn cho phép các nhà địa vật lý thăm dò bên trong. Ẩn trong các tín hiệu của những sóng địa chấn này là một khám phá đáng ngạc nhiên: một hồ chứa nước lỏng lớn.
Kỹ thuật được sử dụng để thực hiện khám phá này tương tự như những gì các nhà khoa học sử dụng trên Trái đất để nghiên cứu cấu trúc bên trong hành tinh của chúng ta. Bằng cách phân tích các sóng địa chấn hoạt động khi chúng di chuyển qua các vật liệu khác nhau, các nhà địa chấn học có thể suy ra các đặc tính của các vật liệu đó.
NASA đã phát hiện ra nước trên sao Hỏa như thế nào?
Để xác định vị trí nguồn nước trên sao Hỏa, các nhà khoa học đã áp dụng một mô hình toán học về vật lý đá tương tự như những mô hình được sử dụng trên Trái Đất để lập bản đồ các tầng chứa nước ngầm và các mỏ dầu. Mô hình cho thấy dữ liệu địa chấn được giải thích tốt nhất nếu sâu bên dưới bề mặt sao Hỏa, có một lớp đá lửa nứt nẻ, giống như đá granit, với các vết nứt chứa đầy nước lỏng.
Đá mácma được hình thành từ quá trình nguội và đông đặc của vật liệu đá nóng chảy, có thể là magma, bên dưới bề mặt Trái đất hoặc dung nham, trên bề mặt Trái đất. Quá trình này xảy ra trong nhiều bối cảnh khác nhau, chẳng hạn như bên dưới núi lửa hoặc khi dung nham chảy sau các vụ phun trào núi lửa. Khi đá mácma nguội và đông đặc, chúng có thể phát triển các vết nứt vỡ.
Các vết nứt này có thể tạo ra các đường dẫn để nước chảy qua đá và được lưu trữ trong các khoảng trống giữa các vết nứt. Theo thời gian, các vết nứt này có thể mở rộng do các quá trình như phong hóa, cho phép nhiều nước hơn thấm vào. Mặc dù đá mácma thường không phải là loại đá xốp hoặc giữ nước nhất, nhưng chúng vẫn có thể giữ nước trong một số điều kiện nhất định.
Mặc dù phát hiện này là cần thiết để chúng ta hiểu về chu trình nước trên sao Hỏa, lớp đá này được chôn ở độ sâu từ 11,5 đến 20 km hoặc 7 đến 13 dặm, khiến nó quá sâu để các phi hành gia trong tương lai hoặc công nghệ hiện tại tại có thể tiếp cận. Ngay cả trên Trái đất, việc khoan đến độ sâu như vậy sẽ là một thách thức lớn.
Có sự sống trên sao Hỏa?
Mặc dù sự tồn tại của nước trên sao Hỏa không đồng nghĩa với việc có sự sống trên hành tinh này, nhưng nó chắc chắn mở ra những khả năng hấp dẫn. Các điều kiện bên trong hồ chứa ngầm này có thể tương tự như môi trường trên Trái đất nơi sự sống của vi khuẩn phát triển mạnh, chẳng hạn như trong các mỏ sâu hoặc dưới đáy đại dương. Các nhà nghiên cứu tin rằng nếu các điều kiện sống tồn tại trên sao Hỏa, thì chúng có khả năng được tìm thấy sâu dưới lòng đất.
Phát hiện này cho thấy rằng việc hiểu chu trình nước trên sao Hỏa không chỉ quan trọng để nắm bắt quá trình tiến hóa khí hậu của hành tinh mà còn để đánh giá tiềm năng hỗ trợ sự sống của nó. Nếu sự sống từng tồn tại, hoặc vẫn tồn tại trên sao Hỏa, nó có thể ẩn náu trong những vùng nước ngầm sâu thẳm này, và đang chờ được khám phá.
Nguồn tham khảo: https://www.secretsofuniverse.in/nasa-water-on-mars-insight-2024/
