Dấu vết của những cơn mưa cổ đại trên sao Hỏa

Nếu giả thuyết những vết nứt bùn được xác nhận, địa hình này có thể cung cấp thêm bằng chứng về giai đoạn sao Hỏa từng sở hữu môi trường gần giống Trái đất hơn hiện nay.

Curiosity phát hiện “biển” đa giác kì lạ

Bề mặt sao Hỏa được xem như một “kho lưu trữ” tự nhiên về lịch sử của hành tinh. Không giống Trái đất, sao Hỏa gần như không còn các quá trình tái tạo bề mặt mạnh mẽ như kiến tạo mảng, núi lửa hoạt động rộng khắp hay dòng nước chảy thường xuyên. Những trận bão bụi vẫn xuất hiện nhưng không đủ sức thay đổi đáng kể địa hình trên quy mô địa chất.

Nhờ vậy, nhiều cấu trúc trên bề mặt sao Hỏa có thể đã tồn tại hàng tỉ năm, cho phép các nhà khoa học lần ngược về những thời kì rất xa trong lịch sử hành tinh. Mới đây, tàu tự hành Curiosity của NASA đã truyền về những hình ảnh về một khu vực phủ đầy các cấu trúc có dạng đa giác. Đây là kiểu địa hình từng được quan sát tại nhiều nơi khác trên sao Hỏa, nhưng là lần đầu Curiosity ghi nhận một “biển” đa giác như vậy ở cấp độ mặt đất trong hành trình khám phá của mình.

Các đa giác có đường kính khoảng 4-8 cm, tương đương 1,5-3 inch. Hình dạng và kích thước của chúng khiến các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến khả năng đây là những vết nứt bùn cổ đại.

Theo giả thuyết, bề mặt bùn có thể đã trải qua quá trình khô lại, co ngót và nứt thành các hình đa giác. Nếu sau đó nước xuất hiện trở lại rồi tiếp tục khô đi, quá trình này có thể lặp lại nhiều lần, để lại những cấu trúc đặc trưng trên bề mặt.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature năm 2023 từng đưa ra giả thuyết tương tự dựa trên những quan sát của Curiosity bên trong miệng hố Gale. Các nhà khoa học cho rằng những vết nứt bùn tại đây có thể hình thành do các chu kì ướt - khô mạnh mẽ.

Đáng chú ý, thời điểm hình thành được đề xuất nằm trong giai đoạn chuyển tiếp Noachian-Hesperian, khoảng 3,8-3,6 tỉ năm trước. Đây là một trong những giai đoạn quan trọng nhất trong lịch sử khí hậu sao Hỏa, khi hành tinh này được cho là có thể từng sở hữu môi trường ấm và ẩm hơn đáng kể so với hiện tại.

“Chúng tôi đã chứng kiến rất nhiều địa hình hấp dẫn qua đôi mắt của Curiosity, nhưng biển đa giác này thực sự khiến chúng tôi kinh ngạc”, Ashwin Vasavada, nhà khoa học thuộc nhóm nhiệm vụ Curiosity tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, cho biết.

Các nhà khoa học đang đo đạc hình dạng và phân tích thành phần hóa học của những cấu trúc này với hy vọng tìm được manh mối giúp xác định chúng hình thành như thế nào.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng chưa thể khẳng định toàn bộ các đa giác trên sao Hỏa đều có cùng nguồn gốc. Một số cấu trúc tương tự có thể hình thành do chu kì đông băng - tan băng, trong khi những cấu trúc khác có thể liên quan đến ứng suất kiến tạo hoặc hoạt động núi lửa trong quá khứ.

Phát hiện bất ngờ về hiện tượng sấm chớp trên sao Hỏa

Tàu thám hiểm trên sao Hỏa chụp ảnh selfie gần những tảng đá khổng lồ

Những “vết nứt” có thể kể lại lịch sử nước trên sao Hỏa

Điều khiến phát hiện của Curiosity đáng chú ý là các nhà khoa học có thể quan sát những đa giác này ngay trên bề mặt, thay vì chỉ nhìn chúng từ quỹ đạo.

Từ năm 2006, tàu quỹ đạo Mars Reconnaissance Orbiter của NASA, với camera HiRISE có độ phân giải cao, đã ghi lại rất nhiều địa hình đa giác trên sao Hỏa. Tuy nhiên, các đa giác được quan sát từ quỹ đạo thường lớn hơn rất nhiều, có đường kính từ khoảng 15 m đến hơn 350 m.

Trong khi đó, những đa giác Curiosity quan sát có kích thước chỉ vài centimet, gần với quy mô của các vết nứt bùn hình thành trong môi trường ẩm - khô trên Trái đất. Đây là một trong những lý do các nhà khoa học đặc biệt chú ý đến khả năng chúng có liên quan đến nước cổ đại.

Một số cấu trúc đa giác lớn trên sao Hỏa được gọi là các đa giác trên nền miệng hố (crater floor polygons - CFPs). Chúng thường xuất hiện trên những bề mặt bị nứt, có thể liên quan đến sự tồn tại của nước tù đọng trong quá khứ.

Các khu vực nổi bật chứa dạng địa hình này gồm Hellas Planitia, Noachis Terra và Margaritifer Terra. Trong đó, Hellas Planitia là lưu vực va chạm lớn nhất trên sao Hỏa, có đường kính khoảng 2.300 km và độ sâu hơn 7.000 m so với mốc cao độ chuẩn của hành tinh.

Những dấu tích như vậy đang giúp các nhà khoa học dựng lại bức tranh về một sao Hỏa rất khác so với thế giới lạnh và khô ngày nay.

Lịch sử địa chất của sao Hỏa thường được chia thành các thời kì Pre-Noachian, Noachian, Hesperian và Amazonian. Ba giai đoạn đầu kéo dài từ khoảng 4,5 tỉ đến 3 tỉ năm trước, trong khi Amazonian là thời kì hiện tại.

Nếu các đa giác Curiosity phát hiện thực sự là những vết nứt bùn, chúng có thể bổ sung một mảnh ghép quan trọng cho câu hỏi lớn: sao Hỏa từng có nước trên bề mặt trong bao lâu và khí hậu khi đó biến đổi như thế nào?

Các chu kì mưa, khô hạn và nứt bùn, nếu từng diễn ra lặp đi lặp lại, sẽ cho thấy nước không chỉ xuất hiện trong những khoảng thời gian ngắn mà có thể đã tham gia vào các quá trình địa chất kéo dài. Điều này cũng mở ra câu hỏi về khả năng tồn tại của những môi trường thích hợp cho sự sống vi sinh vật trong quá khứ.

Dù vậy, các nhà khoa học vẫn cần thêm dữ liệu để xác định chính xác nguồn gốc của địa hình mới. Việc kết hợp hình ảnh ở cấp độ mặt đất của Curiosity với dữ liệu từ các tàu quỹ đạo sẽ giúp so sánh cấu trúc, thành phần hóa học và bối cảnh địa chất của những “biển” đa giác trên nhiều khu vực khác nhau.

Mỗi vết nứt nhỏ trên bề mặt sao Hỏa vì thế có thể không chỉ là một hiện tượng địa chất. Nó có thể là dấu vết còn sót lại của những thời kì hành tinh đỏ từng có mưa, có bùn và có một chu trình nước mà ngày nay gần như đã biến mất.