Kỳ tích trên sao Hỏa: NASA giải mã được bí ẩn lâu đời trên Hành tinh Đỏ!

Khám phá bất ngờ trên sao Hỏa

Reuters thông tin, các mẫu lõi do tàu thăm dò Perseverance của NASA khoan trên bề mặt sao Hỏa đang tiết lộ địa chất của một miệng núi lửa mà các nhà khoa học nghi ngờ có thể đã chứa sự sống của vi sinh vật hàng tỷ năm trước, bao gồm cả những điều bất ngờ về bản chất của đá hiện diện ở đó.

Các mẫu do robot 6 bánh có kích thước bằng ô tô thu được và được lưu trữ để vận chuyển tới Trái Đất trong tương lai để nghiên cứu thêm.

Theo kết quả ban đầu, các nhà khoa học của NASA đã bất ngờ lớn khi tàu thám hiểm sao Hỏa Perseverance bắt đầu phân tích 4 mẫu đá trong miệng núi lửa Jezero vào mùa xuân năm 2021: Họ đã mong đợi tìm thấy đá trầm tích vì miệng núi lửa này từng chứa một hồ nước cách đây hàng tỷ năm trước. Theo lý thuyết, việc chứa hồ nước sẽ khiến cho cát và bùn lắng đọng lại.

Tuy nhiên, thay vào đó, robot tự hành Perseverance lại phát hiện ra rằng đáy hồ đã cạn chứa hai loại đá magma - một loại hình thành từ hoạt động núi lửa trên bề mặt và một loại có nguồn gốc từ magma sâu dưới lòng đất - chúng được hình thành do quá trình làm lạnh của vật liệu nóng chảy.

Các nhà khoa học đã nghĩ rằng tảng đá, được hình thành cách đây khoảng 3,5 tỷ năm, có thể là trầm tích, được hình thành như bùn và cát lắng đọng trong lòng hồ.

"Tuy nhiên, trên thực tế, chúng tôi không tìm thấy bằng chứng về đá trầm tích nơi Perseverance khám phá đáy miệng núi lửa, mặc dù thực tế chúng tôi biết miệng núi lửa từng là hồ nước và trầm tích chắc hẳn đã được lắng đọng” - Tác giả chính của phát hiện cho biết.

Bốn mẫu được khoan từ hai khu vực, một được gọi là Seitah và khu còn lại là Maaz.

Phát hiện này được mô tả trong 4 bài báo khoa học mới được xuất bản ngày 25 tháng 8 năm 2022. Trên tạp chí Science, một bài báo đưa ra cái nhìn tổng quan về cuộc điều tra của Perseverance về đáy miệng núi lửa trước khi nó đến đồng bằng sông cổ Jezero vào tháng 4 năm 2022.

Một nghiên cứu thứ hai trên cùng một tạp chí mô tả chi tiết những tảng đá đặc biệt dường như được hình thành từ một khối magma dày. Hai bài báo khác, được xuất bản trên Science Advances, ghi lại những cách độc đáo mà tia laser làm bốc hơi đá và radar xuyên đất của Perseverance cho rằng đá magma bao phủ đáy miệng núi lửa Jezero.

Đá sao Hỏa - Bí mật nơi thời gian ẩn chứa

Đá magma cho biết niên đại của đáy hồ một cách xuất sắc. Điều này là do các tinh thể bên trong chúng ghi lại chi tiết về thời điểm chính xác mà chúng hình thành.

“Một giá trị tuyệt vời của những tảng đá magma mà chúng tôi thu thập được là chúng sẽ cho chúng tôi biết về thời điểm hồ nước có mặt ở miệng núi lửa Jezero” - Ken Farley thuộc Học viện Công nghệ California (Mỹ), đồng thời là nhà khoa học của dự án Perseverance và là tác giả chính của bài báo đầu tiên đăng trên tạp chí Science cho biết.

“Điều này sẽ giải quyết một số câu hỏi chính: Khi nào khí hậu của sao Hỏa thuận lợi cho các hồ và sông trên bề mặt hành tinh; và khi nào nó thay đổi sang điều kiện khô và lạnh như chúng ta thấy ngày nay?”

Tuy nhiên, đá magma không phải là lý tưởng để bảo tồn các dấu hiệu tiềm ẩn của sự sống vi mô cổ đại mà tàu thám hiểm sao Hỏa Perseverance đang tìm kiếm, vì cách nó hình thành. Mặt khác, việc xác định tuổi của đá trầm tích có thể là một thách thức, đặc biệt là khi nó chứa các mảnh đá hình thành ở các thời điểm khác nhau trước khi trầm tích đá được lắng đọng. Tuy nhiên, đá trầm tích thường hình thành trong môi trường nước thích hợp cho sự sống và tốt hơn trong việc bảo tồn các dấu hiệu cổ xưa của sự sống.

Đó là lý do tại sao vùng châu thổ sông giàu phù sa Jezero mà Perseverance đã được khám phá từ tháng 4 năm 2022 đang khiến các nhà khoa học phải kinh ngạc. Perseverance đã bắt đầu khoan và thu thập các mẫu lõi của đá trầm tích ở đó để thực hiện chiến dịch Trả mẫu sao Hỏa có khả năng đưa chúng trở lại Trái Đất, nơi chúng có thể được nghiên cứu bằng thiết bị phòng thí nghiệm tại Trái Đất.

Bí ẩn lâu đời trên sao Hỏa được giải đáp

Một bí ẩn lâu đời trên sao Hỏa được giải đáp trong bài báo thứ hai đăng trên tạp chí Science. Các tàu quỹ đạo sao Hỏa của NASA đã phát hiện ra một khối đá chứa đầy khoáng chất olivin cách đây nhiều năm. Có diện tích khoảng 70.000 km vuông - gần bằng kích thước của bang Nam Carolina (Mỹ) - sự hình thành này kéo dài từ rìa bên trong của miệng núi lửa Jezero vào khu vực xung quanh.

Olivin là khoáng vật sắt magie silicat có công thức cấu tạo chung là (Mg, Fe)₂SiO₄. Chúng là một trong những khoáng vật phổ biến nhất trên Trái Đất.

Các nhà khoa học NASA đã đưa ra nhiều giả thuyết khác nhau về lý do tại sao olivin lại rất dồi dào trên một diện tích bề mặt rộng lớn như vậy. Chúng bao gồm các tác động thiên thạch, phun trào núi lửa và các quá trình trầm tích.

Một giả thuyết khác cho rằng olivin hình thành sâu dưới lòng đất từ magma nguội dần - đá nóng chảy - trước khi bị xói mòn theo thời gian.

Yang Liu thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) ở Nam California và các đồng tác giả của cô đã xác định rằng lời giải thích cuối cùng là có khả năng nhất. Và họ đang nhờ tàu thám hiểm Perseverance mài mòn một tảng đá để bộc lộ thành phần của nó.

Perseverance đã sử dụng Công cụ hành tinh của cho Hóa thạch học tia X (PIXL). Kết quả ban đầu, các nhà khoa học xác định các hạt olivin trong khu vực có kích thước từ 1 đến 3 milimet - lớn hơn nhiều so với dự kiến đối với olivin hình thành trong dung nham nguội nhanh trên bề mặt Hành tinh Đỏ.

“Kích thước tinh thể lớn này và thành phần đồng nhất của nó trong một kết cấu đá cụ thể đòi hỏi một môi trường làm mát rất chậm,” Yang Liu nói. "Vì vậy, rất có thể, magma ở Jezero này không phun trào trên bề mặt."

Công cụ khoa học độc đáo của 'Người thám hiểm'

Những phát hiện của các công cụ khoa học đã giúp xác định rằng các tảng đá magma che phủ đáy miệng núi lửa được trình bày chi tiết trong hai bài báo của Science Advances. Các thiết bị bao gồm tia laser SuperCam của Perseverance và một radar xuyên đất gọi là RIMFAX .

SuperCam được trang bị tia laser làm bay hơi đá có thể bắn trúng mục tiêu nhỏ bằng đầu bút chì từ cách xa tới 7 mét. Nó phân tích hơi tạo thành bằng cách sử dụng quang phổ kế ánh sáng nhìn thấy được để xác định thành phần hóa học của đá. Trong 10 tháng đầu tiên của Perseverance trên sao Hỏa, SuperCam đã đạt được 1.450 điểm, giúp các nhà khoa học đưa ra kết luận của họ về đá magma tại đáy miệng núi lửa Jezero.

Ngoài ra, SuperCam đã sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại - đây là công cụ đầu tiên trên sao Hỏa có khả năng đó - để tìm ra các khoáng chất bị biến đổi nước tại lớp đá ở đáy của miệng núi lửa Jezero. Tuy nhiên, sự biến đổi không lan rộng khắp đáy miệng núi lửa, theo sự kết hợp của các quan sát bằng tia laser và tia hồng ngoại mà Perseverance có được.

Roger Wiens, điều tra viên chính của SuperCam tại Đại học Purdue và Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos (Mỹ) cho biết: “Dữ liệu của SuperCam cho thấy rằng những lớp đá này đã bị cô lập khỏi nước hồ Jezero hoặc hồ tồn tại trong một khoảng thời gian giới hạn”.

RIMFAX đánh dấu một kỷ lục mới khác. Mặc dù các tàu quỹ đạo của sao Hỏa mang theo các radar xuyên đất, nhưng không có tàu vũ trụ nào trên bề mặt sao Hỏa có trước Perseverance. Trên bề mặt, RIMFAX có thể cung cấp chi tiết vô song và khảo sát tầng miệng núi lửa sâu tới 15 mét.

"Ảnh radar" có độ phân giải cao của nó cho thấy các lớp đá bất ngờ nghiêng tới 15 độ dưới lòng đất. Hiểu được trật tự của các lớp đá này có thể giúp các nhà khoa học xây dựng dòng thời gian hình thành miệng núi lửa Jezero.

Svein-Erik Hamran, điều tra viên chính của RIMFAX tại Đại học Oslo ở Na Uy cho biết: “Là thiết bị đầu tiên hoạt động trên bề mặt sao Hỏa, RIMFAX đã chứng minh giá trị tiềm năng của một radar xuyên đất như một công cụ để thăm dò dưới bề mặt.

Nhóm khoa học đang hồi hộp với những gì họ đã tìm thấy cho đến nay, nhưng họ thậm chí còn hào hứng hơn với những khám phá khoa học đang chờ ở phía trước.

Bởi việc kiểm tra các mẫu trở lại Trái Đất có thể tiết lộ thời điểm đá được hình thành và đưa ra câu trả lời chắc chắn hơn về thời điểm nước lỏng tồn tại trên bề mặt sao Hỏa. Nước lỏng là thành phần quan trọng của sự sống.

Perseverance của NASA đến sao Hỏa vào tháng 2 năm 2021 và đã bận rộn làm việc trong miệng núi lửa Jezero kể từ đó, sử dụng một bộ công cụ, khi các nhà khoa học thăm dò xem hành tinh láng giềng gần nhất của Trái Đất từng sở hữu những điều kiện có lợi cho sự sống hay không.

Perseverance hiện vẫn miệt mài thu thập các mẫu đá, có kích thước bằng phấn bảng đen, để đưa về Trái Đất để kiểm tra thêm - dự kiến vào năm 2023, bao gồm cả giải phẫu sinh học - các chỉ số của sự sống.

Miệng núi lửa Jezero rộng 45 km, nằm ngay phía bắc của đường xích đạo sao Hỏa. Có vẻ như khu vực này từng có nhiều nước và là nơi có đồng bằng sông, với các kênh sông chảy tràn qua thành miệng núi lửa tạo thành một hồ lớn. Các nhà khoa học nghi ngờ miệng núi lửa có thể chứa đựng sự sống của vi sinh vật, với bằng chứng có thể được chứa trong đá đáy hồ hoặc bờ biển.

Bài viết sử dụng nguồn: Reuters, Scitechdaily