Những 'hồ nước', khoáng sét hay băng khoáng mặn dưới bề mặt cực nam sao Hỏa?

Giúp NTDVN sửa lỗi

Hai nhóm nhà khoa học nghiên cứu và sử dụng dữ liệu từ tàu quỹ đạo Mars Express của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), gần đây đã đưa ra bằng chứng cho thấy những hồ nước bên dưới bề mặt sao Hỏa được công bố trước đây có thể không phải là những hồ nước thực sự.

Năm 2018, khởi đầu từ dữ liệu thu được trên tàu quỹ đạo Mars Express, các nhà khoa học đã nghiên cứu và công bố một phát hiện đáng kinh ngạc: Tín hiệu từ một thiết bị phản xạ radar tại cực nam của hành tinh đỏ cho thấy những hồ nước dưới bề mặt của hành tinh. Kể từ đó, những thông tin liên quan luôn được cập nhật và đăng tải.

Một bài báo được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý của Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ (AGU) do Aditya Khuller là tác giả và cũng là nghiên cứu sinh của trường nghiên cứu Trái đất và thăm dò không gian thuộc đại học bang Arizona cùng Jeffrey Plaut thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) thực hiện. Bài báo mô tả, sau khi phân tích một bộ dữ liệu lớn hơn của Mars Express tại nhiều vị trí từ hàng chục thiết bị phản xạ radar tương tự hoạt động xung quanh cực nam cho thấy nhiệt độ ở khu vực này quá lạnh để nước có thể chuyển thành dạng lỏng.

Câu hỏi đặt ra, liệu các tín hiệu có phải là nước lỏng hay không đang được nghiên cứu bởi một nhóm các nhà khoa học của trường nghiên cứu Trái đất và thăm dò không gian thuộc đại học bang Arizona, do học giả sau tiến sĩ, Carver Bierson, phụ trách. Kết quả nghiên cứu của nhóm gần đây cũng đã được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý của AGU và xác định rằng những phản xạ sáng này có thể là do lớp đất sét dưới bề mặt, khoáng chất chứa kim loại hoặc băng mặn tạo nên.

Mars Express là tàu vũ trụ đạt kỷ lục thứ 2 quay quanh một hành tinh khác ngoài Trái đất hoạt động lâu dài trong quỹ đạo, chỉ đứng sau Mars Odysse (Mars Odyssey là tàu vũ trụ của NASA hoạt động từ năm 2001 đến nay). Khi Mars Express quay quanh sao Hỏa, liên tục cung cấp dữ liệu quan trọng về các phân lớp dưới bề mặt, trên bề mặt và trong bầu khí quyển của hành tinh đỏ.

Tàu vũ trụ được lắp đặt một thiết bị có tên là Mars Advanced Radar (MARSIS), thiết bị này sử dụng một máy đo âm thanh radar để đánh giá thành phần của phân lớp dưới bề mặt sao Hỏa.

MARSIS đã thu thập dữ liệu xung quanh sao Hỏa, gồm cả dữ liệu khu vực cực nam từ năm 2004, cho phép các nhà khoa học phát triển một tầm nhìn ba chiều về vùng cực nam. Khuller, người đang thực tập nghiên cứu tại JPL, dưới sự chỉ đạo của Plaut, nói: “Qua việc xử lý dữ liệu thu thập từ MARSIS, Chúng tôi muốn nghiên cứu lớp băng ở cực nam và định rõ đặc điểm địa hình cũ nằm bên dưới lớp băng đó”.

Trong các nghiên cứu gần đây sử dụng dữ liệu thu thập từ MARSIS, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy những khu vực mà phản xạ bên dưới bề mặt sáng hơn trên bề mặt, đó không phải điều mà các nhà khoa học mong đợi.

Khuller cho biết thêm, “Thông thường, sóng radar trở nên yếu khi chúng truyền qua vật liệu, vì vậy phản xạ xuống sâu lớp dưới bề mặt sẽ kém sáng hơn so với phản xạ trên bề mặt. Mặc dù có một số lý do có thể tạo ra phản xạ dưới bề mặt sáng bất thường, từ hai nghiên cứu này kết luận rằng thành phần nước lỏng là nguyên nhân của những phản xạ sáng này, bởi vì nước lỏng có phản xạ sáng đối với radar".

Các chấm màu đại diện cho các vị trí nơi mà tàu quỹ đạo Mars Express của ESA đã phát hiện được phản xạ radar sáng ở mũi cực nam của sao Hỏa.
Các chấm màu đại diện cho các vị trí nơi mà tàu quỹ đạo Mars Express của ESA đã phát hiện được phản xạ radar sáng ở mũi cực nam của sao Hỏa. Hình ảnh: ESA / NASA / JPL-Caltech

Viên nang thời gian đông lạnh

Các tín hiệu radar ban đầu được cho là nước lỏng được tìm thấy trong một khu vực của sao Hỏa được gọi là phân lớp trầm tích Nam Cực, là cách gọi cho các lớp xen kẽ giữa băng nước, băng khô (carbon dioxide ở dạng rắn, đóng băng) và bụi đất đã lắng đọng ở đó hàng triệu năm. Các lớp này được cho là giữ kỷ lục về độ nghiêng trong trục của sao Hỏa dù đã thay đổi theo thời gian, tương tự như sự thay đổi về độ nghiêng của Trái đất đã tạo ra các kỷ băng hà và các thời kỳ ấm hơn trong suốt lịch sử hành tinh của chúng ta. Khi sao Hỏa có độ nghiêng trục thấp hơn, tuyết rơi kết hợp với các lớp bụi tích tụ trong khu vực, cuối cùng hình thành lớp băng dày.

Các khu vực này ban đầu được đưa ra giả thuyết là chứa lượng nước lỏng dưới độ sâu từ 10 - 20 km trong một phạm vi tương đối nhỏ trong phân lớp trầm tích Nam Cực. Khuller và Plaut đã mở rộng việc tìm kiếm tín hiệu vô tuyến mạnh tương tự lên 44.000 phép đo qua 15 năm dữ liệu thu thập từ MARSIS trên toàn bộ khu vực cực nam của sao Hỏa.

Những 'hồ nước' hay băng khoáng mặn?

Các nghiên cứu mở rộng mới từ Khuller và Plaut đã tiết lộ thêm hàng tá phản xạ radar sáng trên phạm vi diện tích và độ sâu lớn hơn bao giờ hết. Tại một số nơi, chúng chỉ cách bề mặt chưa đến 1,6 km, nơi nhiệt độ ước tính là âm -81 độ F (-63 độ C), là nơi mà nước sẽ bị đóng băng ở nhiệt độ thấp này, ngay cả khi nước có chứa các khoáng chất mặn peclorat đòi hỏi nhiệt độ đóng băng thấp hơn.

Plaut cho biết, “Chúng tôi chưa chắc liệu những tín hiệu này có phải là nước lỏng hay không, nhưng chúng có vẻ mở rộng hơn nhiều so với những nghiên cứu tìm thấy ban đầu. Nước lỏng phổ biến bên dưới cực nam của sao Hỏa, hoặc những tín hiệu này là dấu hiệu của thứ gì đó khác”.

Ngoài ra, Khuller cũng lưu ý một bài báo đăng tải từ năm 2019, các nhà nghiên cứu đã tính toán nhiệt lượng cần thiết để làm tan chảy băng dưới bề mặt cực nam của sao Hỏa, giả thiết đưa ra rằng, chỉ có núi lửa gần đâu đó dưới bề mặt mới có thể giải thích sự hiện diện tiềm năng của nước lỏng ở dưới cực nam của sao Hỏa.

“Các nhà khoa học cho biết cần gấp đôi lượng nhiệt địa ước tính trên sao Hỏa để giữ những vùng nước này ở dạng lỏng. Một cách có thể có được lượng nhiệt này là thông qua núi lửa. Tuy nhiên, chúng tôi chưa thực sự thấy bất kỳ bằng chứng nào đủ mạnh cho thấy có núi lửa gần khu vực cực nam, vì vậy có vẻ như hoạt động của núi lửa không thể khiến nước ở dạng lỏng dưới bề mặt trong khu vực này được", Khuller cho biết thêm.

Kế hoạch nghiên cứu tiếp theo, Khuller và Plaut điều tra khám phá phân lớp thứ hai sâu hơn dưới bề mặt cực nam của sao Hỏa, điều mà các nhà khoa học cho rằng đại diện cho một địa hình bị chôn vùi lâu đời hơn gọi là hệ tầng Dorsa Argentea. Hai nhà khoa học mong muốn xác định chính xác hơn thành phần và niên đại của phân lớp này, phân lớp được cho là đã bị biến đổi bởi các sông băng cổ đại từng hiện diện trên khắp khu vực.

Theo Phys.org



BÀI CHỌN LỌC

Những 'hồ nước', khoáng sét hay băng khoáng mặn dưới bề mặt cực nam sao Hỏa?