Phát hiện mới của các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng hành tinh đỏ có một lịch sử về núi lửa thú vị và phức tạp hơn những gì mà nhiều người nghĩ trước đây.
Cuối cùng các nhà nghiên cứu đã giải mã được bí ẩn của một khối thạch anh quý hiếm được tìm thấy trong miệng núi lửa Gale vào năm 2016. Khối thạch anh này được robot tự hành Curiosity của NASA phát hiện. Khoáng chất quý hiếm được tìm thấy chính là tridymite.
Theo một nhóm các nhà khoa học hành tinh từ ĐH Rice, Trung tâm Không gian Johnson của NASA và Viện Công nghệ California, một phần cô đặc của tridymite đã được phun vào trong miệng núi lửa Gale khi nó vẫn còn chứa đầy nước vào khoảng 1 tỷ năm trước.
Robot Curiosity của NASA trên sao Hỏa. Ảnh: NASA
Lần đầu phát hiện khoáng chất cực hiếm trên sao Hỏa
Trên thực tế, tridymite là khoáng chất cực kỳ hiếm trên Trái Đất. Đây là một dạng ở nhiệt độ cao của thạch anh. Loại khoáng chất này được tạo ra dưới nhiệt độ khắc nghiệt và áp suất thấp. Do đó, cách mà tridymite xuất hiện ở lòng hồ cổ đại đã khiến các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong nhiều năm.
Giáo sư Kristen Siebach, thành viên nhóm nghiên cứu của ĐH Rice, cho biết: "Việc phát hiện ra tridymite trong một lớp đá bùn ở miệng núi lửa Gale là một trong những quan sát đáng ngạc nhiên nhất mà robot Curiosity đã thực hiện được trong 10 năm khám phá sao Hỏa".
Tridymite thường kết hợp với quá trình hình thành các hệ thống núi lửa, tạo thành thạch anh trên Trái Đất. Nhưng Giáo sư Kristen Siebach và các cộng sự đã tìm thấy khoáng chất này ở đáy hồ cổ trên sao Hỏa, nơi mà hầu hết các núi lửa còn rất nguyên thuỷ.
Miệng núi lửa Gale, nơi robot Curiosity đã phát hiện ra một loại khoáng chất quý hiếm vào năm 2016. Ảnh: NASA
Để giải đáp được bí ẩn này, Giáo sư Kristen Siebach và các cộng sự đã tiến hành xem xét dữ liệu liên quan tới sự hình thành tridymite ở trên Trái Đất. Các nhà nghiên cứu đồng thời cũng xem xét các mô hình núi lửa trên sao Hỏa, vật liệu núi lửa, và các bằng chứng trầm tích thu thập được từ miệng núi lửa Gale, nơi robot Curiosity hạ cánh vào tháng 8/2012.
Theo đó, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Kristen Siebach đã đưa ra một kịch bản mới cho thấy rằng, magma trên sao Hỏa đã nằm lâu hơn bình thường trong một khoang ở bên dưới núi lửa. Điều này sẽ cho phép nó ít nhất nguội đi một phần (hay còn gọi là quá trình kết tinh phân đoạn) và giúp tăng nồng độ silic của magma.
Theo nhóm nghiên cứu, một vụ phun trào lớn phun ra tro có chứa thêm thạch anh ở dạng tridymite xuống hồ và cuối cùng trở thành miệng núi lửa Gale, và các con sông xung quanh. Theo thời gian, tro núi lửa này dần bị phân huỷ bởi nước trong hồ cổ đại. Điều này cũng giúp phân loại ra các khoáng chất có trong tro và sau cùng để lại tridymite mà robot Curiosity của NASA phát hiện thấy vào năm 2016.
Giáo sư Kristen Siebach chia sẻ: "Đây thực sự là một sự tiến hoá đơn giản của những loại đá núi lửa khác mà chúng tôi tìm thấy trong miệng núi lửa. Chúng tôi lập luận rằng bởi vì chỉ nhìn thấy khoáng chất này một lần và nó tập trung nhiều ở một lớp duy nhất, nên cho rằng núi lửa có thể đã phun trào cùng lúc với hồ ở đó".
Trên thực tế, mẫu cụ thể mà nhóm nghiên cứu tiến hành phân tích không chỉ là tro núi lửa, mà đó còn là tro đã bị phong hoá và phân loại theo nước.
Theo các nhà nghiên cứu, phát hiện về khoáng chất quý hiếm có ý nghĩa quan trọng đối với lịch sử địa chất của sao Hỏa. Điều này có nghĩa là sao Hỏa đã phải trải qua giai đoạn núi lửa hoạt động cực mạnh và bùng nổ cách đây tới hơn 3 tỷ năm. Đó cũng là thời điểm sao Hỏa thay đổi từ một thế giới ẩm ướt và ấm áp để chuyển sang hành tinh cằn cỗi mà chúng ta biết ngày nay.
Giáo sư Kristen Siebach nhận định rằng, có rất nhiều bằng chứng về những vụ phun trào núi lửa bazan ở trên hành tinh đỏ, nhưng đây là một dạng hoá học tiến hoá hơn. Phát hiện về tridymite cho thấy sao Hỏa có thể có một lịch sử về núi lửa phức tạp và hấp dẫn hơn so với những gì mà chúng ta từng tưởng tượng.
Robot của NASA và hành trình gần 10 năm khám phá sao Hỏa
Ảnh tự sướng của robot Curiosity được NASA công bố vào ngày 30/3/2021. Ảnh: NASA
Robot Curiosity của NASA hiện đã khám phá sao Hỏa được gần 10 năm. Theo đó, robot tự hành có kích cỡ bằng một chiếc ô tô đã được phóng vào tháng 11/2011 và nó hạ cánh xuống miệng núi lửa Gale (rộng 154 km) trên hành tinh đỏ vào đêm 5/8/2012.
Kể từ đó, robot Curiosity đã giúp cho các nhà khoa học hiểu rõ hơn về khả năng tồn tại sự sống trong quá khứ của sao Hỏa và cách mà hành tinh này đã thay đổi theo thời gian.
Cụ thể, những quan sát của robot Curiosity chỉ ra rằng, miệng núi lửa Gale đã lưu trữ về một hệ thống hồ và suối trong quá khứ cổ đại. Hệ thống đặc biệt này có thể có khả năng hỗ trợ cho sự sống giống như Trái Đất trong hàng triệu năm.
Vào tháng 9/2014, robot Curiosity đã di chuyển đến chân núi Sharp, cao 5,5 km. Sau đó, robot của NASA bắt đầu leo lên khối núi rộng và dốc và tiến hành xem xét về lớp đá khi nó leo lên.
Ẩn sâu trong những lớp đá đó là lịch sử về khí hậu của sao Hỏa. Khí hậu trên hành tinh đỏ chuyển dịch qua những thời kỳ từ tương đối ấm và ẩm ướt sang lạnh và khô. Nhiệm vụ của robot Curiosity là tiến hành thu thập các dữ liệu để có thể làm sáng tỏ đáng kể về sự thay đổi này.
Ngoài ra, robot Curiosity đã thực hiện một số phát hiện hấp dẫn trong thời gian ở trên sao Hỏa. Chẳng hạn, robot của NASA đã phát hiện ra các hoá chất hữu cơ, các hợp chất có chứa carbon. Đây là dấu hiệu của sự sống. Đặc biệt, robot tự hành này còn phát hiện ra một số đợt tăng đột biến về nồng độ khí metan. Loại khí này ở Trái Đất chủ yếu được tạo ra bởi các sinh vật sống.
Thế nhưng khí metan cũng có thể được tạo ra nhờ các quá trình phi sinh học và từ nguồn khí ở trong miệng núi lửa Gale. Nhưng điều này vẫn còn là một bí ẩn.
Trong gần 10 năm trên sao Hỏa, robot Curiosity đã và đang thực hiện nhiệm vụ khám phá sao Hỏa. Dù tuổi đã tương đối cao, nhưng robot tự hành của NASA vẫn còn sức khoẻ tốt. Theo các thành viên trong nhóm Curiosity, hệ thống năng lượng hạt nhân của Curiosity được thiết kế để có thể hoạt động trong thời gian tối thiểu là 14 năm Trái Đất. Trên thực tế, năm sao Hỏa dài hơn. Mỗi năm kéo dài khoảng 687 ngày Trái Đất.
Đến nay, Curiosity không phải là robot tự hành duy nhất hoạt động trên bề mặt sao Hỏa. Thực tế, NASA còn có 2 robot hạ cánh trên sao Hỏa. Cụ thể, robot thăm dò InSight hạ cánh trên sao Hỏa vào tháng 11/2018 và tiến hành theo dõi những trận động đất trên hành tinh này.
Ngoài ra, robot Perseverance cũng đã hạ cánh vào tháng 2/2021 ở bên trong miệng núi lửa Jezero rộng 45 km. Nhiệm vụ của robot này là tìm kiếm các dấu của sự sống trên sao Hỏa, đồng thời thu thập các mẫu vật để đưa trở lại Trái Đất trong thời gian tới.
Bài viết tham khảo nguồn: Space, NASA, Scitechdaily
