Các lớp băng mới được phát hiện dưới bề mặt cực bắc Sao Hoả

Một trong những sự giống nhau lớn nhất giữa Trái Đất và Sao Hỏa, khiến cho hành tinh này trở thành mục tiêu hàng đầu của các nghiên cứu và khám phá, là sự xuất hiện của nước trên bề mặt của nó (đa số là dưới dạng băng). Nhưng có lẽ gây tò mò và thú vị hơn cả là sự tồn tại một dòng sông băng bên dưới bề mặt của nó, vốn đã được dự đoán từ lâu nhưng đến bây giờ mới thực sự được xác nhận.

Bên cạnh việc các hồ nước ngầm cung cấp rất nhiều thông tin về lịch sử Hành Tinh Đỏ, đây cũng sẽ là nguồn tài nguyên quý giá cho con người khi dự định sinh sống ở đây trong một tương lai không xa. Nhưng hơn cả thế, theo như một nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học thuộc Đại học Texas ở Austin và Arizona, dưới bề mặt của cực Bắc Sao Hoả còn chứa thêm nhiều lớp băng lớn và có thể là thứ chứa nhiều nước nhất của hành tinh này.

Phát hiện trên là chủ đề của một cuộc nghiên cứu vừa được Geophysical Research Letters tung ra gần đây. Cuộc nghiên cứu được thực hiện bởi Stefano Nerozzi, một cựu học sinh Đại học Texas khoa Viện Địa Vật lý Austin (UTIG) và dưới sự hướng dẫn của giáo sư Jack Holt của trung tâm nghiên cứu Arizona’s Lunar and Planetary Laboratory (LPL) trực thuộc Đại học Arizona.

Để thực hiện được cuộc nghiên cứu này, Nerozzi và giáo sư Holt đã phải dựa trên các dữ liệu thu được từ thiết bị Shallow Radar (SHARAD) của Mars Reconnaissance Orbiter‘s (MRO). SHARAD có thể nhìn xuyên xuống lòng đất với giới hạn là 2.4km bằng sóng radar. Và họ đã công bố rằng đã phát hiện các lớp cát và băng ở độ sâu 1.6km dưới bề mặt cực Bắc Sao Hoả.

Các lớp cát và băng thu nhận được ở một vài nơi chứa tận đến 90% lượng nước và được cho là tàn dư của các dải băng cổ. Giả sử băng tan, lượng nước sinh ra sẽ đủ để tạo nên một đại dương bao trọn Sao Hoả với độ sâu ít nhất là 1.5 mét. Nerozzi đã giải thích trong tờ UT Newspress rằng điều này đối với anh cũng là khá ngạc nhiên “Chúng tôi không nghĩ rằng ở đây lại tồn tại nhiều nước thể rắn như vậy. Điều này có nghĩa là các lớp cát và băng trữ một lượng nước lớn thứ ba trên Sao Hoả, chỉ sau những khối băng ở cực.”

Các phát hiện này đã được chứng thực bởi một nghiên cứu khác (mà Nerozzi cũng là đồng tác giả) thực hiện bởi các nhà nghiên cứu ở đại học Johns Hopkins và cũng được đăng trong tờ Geophysical Research Letters. Với cuộc nghiên cứu này, nhóm tham gia đã dựa vào dữ liệu về trọng lực thu được để lấy điều kiện về mật độ của vật chất nằm bên dưới khu vực băng cực. Bằng số liệu về mật độ thấp mà họ thu được, lớp băng và đá đấy hơn 50% là nước.

Phát hiện này thật sự rất giúp ích bởi những lớp cát và băng này là bằng chứng của sự biên đổi khí hậu trong quá khứ. Việc phân tích chúng sẽ đem lại rất nhiều điều thú vị về lịch sử của hành tinh đỏ. Tóm lại, hình dạng và thành phần của các lớp này sẽ giúp các nhà khoa học đi đến quyết định rằng sự sống có thích hợp trên sao hoả hay không.

Để giải thích cho việc làm sao mà chừng đó nước lại ở trong các lớp cát và băng, tác giả đã đặt ra giả thuyết rằng chúng nó được đã hình thành trong quá trình nóng lên và nguội đi của Sao Hoả. Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng hiện tượng sông băng diễn ra bởi sự thay đổi trong quỹ đạo quay và độ nghiêng (giống như Trái Đất). Trong suốt 50,000 năm, sao hoả đã nghiêng rất nhiều về phía mặt trời trước khi nó có thể hoàn toàn thẳng đứng.

Khi mà trục Sao Hoả thẳng đứng hơn một chút, khu vực xích đạo sẽ nóng hơn, trong khi cực Bắc sẽ lạnh đi, khiến cho số lượng chỏm băng tăng lên. Lúc Sao Hoả nghiêng về phía mặt trời, hai cực sẽ nhận được nhiều nhiệt, bởi thế chỏm băng sẽ tan bớt. Tàn dư của băng hình thành trong thời gian này sẽ được bao bọc bởi cát, thứ đã từ lâu bảo vệ chúng khỏi sức nóng của mặt trời và ngăn chặn sự bốc hơi trong không khí.

Giáo sư Holt, người đã có 19 năm kinh nghiệm làm ở UTIG với tư cách là một giáo sư nghiên cứu trước khi gia nhập đại học Arizona vào năm 2018, đã từng cùng đồng đội SHARAD của mình nghiên cứu bằng MRO khi nó được gửi đến Sao Hoả năm 2006. Sử dụng dữ liệu từ thiết bị này, MRO đã khẳng định sự xuất hiện của sông băng dưới bề mặt ở những nơi vĩ tuyến trung bình. Như ông đã từng phát biểu, các tìm kiếm này đã mở rộng kiến thức của ta về lượng nước được biết đến ở Sao hoả:

“Ngạc nhiên thay khi mà lượng nước nằm dưới hai cực này tương đương về mặt số lượng và độ tuổi với lượng nước của các dòng sông băng và lớp băng ở các vĩ độ thấp hơn.”

Trước đây các nhà khoa học cho rằng các chỏm băng cổ đã tan hết, song, nghiên cứu này đã chỉ ra rằng những dải băng này vẫn đang còn tồn tại dưới bề mặt Sao Hoả, xắp xếp xen kẽ giữa băng và cát. Nghiên cứu này không những mâu thuẫn với những giả thiết đã đặt ra mà còn cung cấp những thông tin mới và quan trọng về sự trao đổi nước của hai cực với nơi ở vĩ độ trung bình.

Nghiên cứu về các khối băng còn đưa ra một khả năng không kém thú vị, đó là việc Sao Hoả từng là hành tinh có thể sống được. Nerozzi nói:

“Biết được lượng nước có sẵn trên cả hành tinh so với chỉ riêng mỗi cực là điều rất quan trọng cho dự án tìm nguồn nước dạng lỏng trên Sao Hoả. Ta có thể có được điều kiện phù hợp để sinh sống, song, nếu đa số nước đều nằm ở hai cực, thì điều này sẽ dẫn đến khó khăn trong việc có đủ nước ở gần xích đạo.”

Nhờ lượng rô bốt nhận nhiệm vụ Sao Hoả tăng lên đáng kể, những hiểu biết của ta về hành tinh này đã và đang nhảy vọt về chất lượng cũng như số lượng. Với mỗi khám phá được công bố, nhu cầu khám phá hơn nữa lại càng rõ ràng hơn. Trong tương lai không xa nữa, chúng ta sẽ nổ lực gấp đôi bằng cách gửi các phi hành gia lên kia, tiên phong cho việc định cư lâu dài về sau.

Và khi con người đến nơi, sự xuất hiện của khối băng ngầm sẽ đóng một trò quan trọng, củng cố cho những nỗ lực của chúng ta.

Quỳnh Giang dịch từ universetoday.com