Những phát hiện bất ngờ từ NASA về khí hậu trên Sao Hỏa thời cổ đại

Trái với những giả thuyết trước đây, các bằng chứng thực địa mới được Cơ quan Hàng không & Vũ trụ Mỹ (NASA) tiết lộ cho thấy Sao Hỏa từng duy trì một môi trường ấm áp và ẩm ướt trong khoảng thời gian dài hơn nhiều so với hình dung của giới khoa học. 

Đặc biệt, việc phát hiện một lượng carbon khổng lồ bị tích tụ và giữ lại trong lớp vỏ Sao Hỏa đã hé lộ một cơ chế làm mát khí hậu độc đáo, đóng vai trò then chốt trong việc biến một thiên thể từng tràn ngập nước thành một hoang mạc lạnh lẽo như ngày nay.

Bức tranh lịch sử khí hậu đầy ly kỳ này đang dần được phác họa rõ nét nhờ những phát hiện vô giá từ bộ đôi xe tự hành Perseverance và Curiosity trong các cuộc khảo sát lòng chảo Jezero và hố va chạm Gale.  

Cả hai khu vực trên đều là những vùng đất cổ xưa, nơi lưu dấu những vết tích quan trọng về sự tồn tại của nguồn nước và các khoáng vật cổ đại, giúp giới nghiên cứu từng bước giải mã quá khứ của hành tinh này.

Tại lòng chảo Jezero, thiết bị phân tích quang phổ SuperCam trên xe tự hành Perseverance đã xác nhận sự hiện diện vô cùng phong phú của carbonate - một loại đá chứa carbon - kết hợp cùng khoáng vật olivine. Hàm lượng carbonate có sự biến thiên rõ rệt theo từng vị trí khảo sát, dao động từ mức 1-3% ở một số khu vực cho đến tỷ lệ đậm đặc từ 6–16% tại dải địa tầng rìa phía Đông.

Các nhà khoa học ước tính, chỉ riêng vùng đất giàu olivine tại khu vực này đã tích trữ khoảng 1,1 × 10^14 kg carbon, một con số khổng lồ tương đương 0,4% tổng khối lượng của toàn bộ bầu khí quyển Sao Hỏa hiện tại. 

Quá trình biến đổi hóa học từ olivine thành carbonate dưới tác động của các hồ nước cổ và hoạt động địa nhiệt mạnh mẽ đã trực tiếp "khóa chặt" lượng carbon này vào sâu trong lớp vỏ. Việc rút cạn nguồn carbon trong không khí đã làm suy giảm nghiêm trọng hiệu ứng nhà kính, đẩy nhanh tiến trình hạ nhiệt và khiến khí hậu toàn hành tinh chuyển sang trạng thái băng giá.

Đồng thời, ở một khu vực khác, dữ liệu từ xe tự hành Curiosity tại hố va chạm Gale lại mang đến cái nhìn chi tiết hơn về mốc thời gian tồn tại của môi trường ẩm ướt này. Thông qua việc phân tích 20 mẫu đá ở các độ cao khác nhau bằng thiết bị hóa-khoáng CheMin, nhóm nghiên cứu phát hiện sự thay đổi kỳ lạ về kích thước của các tinh thể hematite (một dạng oxit sắt) theo chiều sâu. 

Càng xuống các lớp đá sâu bên dưới, tinh thể hematite lại càng lớn, đạt kích thước lên tới 65 nanomet, trong khi ở các tầng địa chất phía trên, chúng chỉ nhỏ dưới 10 nanomet. Đi kèm với đó là sự xuất hiện của goethite - một khoáng vật thường thành tạo cùng hematite - ở lớp bề mặt nhưng lại hoàn toàn vắng bóng dưới đáy hố va chạm. 

Sự phân bổ địa chất này chứng minh rằng, dòng nước ngầm ấm áp vẫn âm thầm tồn tại và luân chuyển trong các kẽ đá sâu suốt hàng triệu năm, ngay cả khi bầu khí quyển và bề mặt bên trên của Sao Hỏa bắt đầu bước vào thời kỳ nguội lạnh.

Các chuyên gia địa chất học vũ trụ nhấn mạnh, tinh thể hematite không chỉ đơn thuần là dấu chỉ cho thấy nơi nào từng có nước, mà chúng còn là những "nhân chứng" trung thực lưu giữ ký ức về khí hậu cổ đại. Hình dáng và kích thước của những cấu trúc tinh thể này phản ánh chính xác điều kiện nhiệt độ lẫn áp suất của nguồn nước tại thời điểm chúng hình thành. 

Bà Tanya Peretyazhko, đồng tác giả chính của nghiên cứu, nhận định phát hiện này mở ra một khả năng đầy triển vọng rằng các tầng nước ngầm sâu bên dưới lòng Sao Hỏa có thể đã duy trì được những điều kiện lý tưởng để nuôi dưỡng và bảo tồn sự sống trong một kỷ nguyên dài hơn rất nhiều so với các dự đoán trước đây.

Hai nghiên cứu độc lập trên đã bổ trợ hoàn hảo cho nhau, giúp giới khoa học thấu hiểu một cách hệ thống về giai đoạn chuyển tiếp đầy khắc nghiệt từ một hành tinh của sông ngòi, hồ nước cổ đại sang một sa mạc hoang vu, khô cằn. 

Bên cạnh đó, những khoáng chất quý giá được tìm thấy không chỉ soi rọi lịch sử khí hậu mà còn trở thành mục tiêu săn đón hàng đầu trong sứ mệnh tìm kiếm các dấu vết của sự sống ngoài Trái Đất. 

Anh Vũ