Bản đồ quý giá trên sao Hỏa: Phát hiện 'mỏ khoáng' lớn trên Hành tinh Đỏ!

Mỗi khi tìm hiểu về sao Hỏa, sự lôi cuốn của các nhà khoa học càng trở nên mạnh mẽ hơn!

Bản đồ mới của sao Hỏa đã tiết lộ những mỏ khoáng nước lớn khắp Hành tinh Đỏ, thay đổi suy nghĩ về quá khứ nhiều nước trên hành tinh này và chỉ ra những điểm hạ cánh tiềm năng cho các sứ mệnh tương lai của con người.

Các nhà khoa học chưa bao giờ kinh ngạc đến vậy về lịch sử nước trên Hành tinh Đỏ. Hóa ra, nước trên sao Hỏa có một quá khứ 'vô giá' hơn bao giờ hết với cộng đồng khoa học Trái Đất!

SAO HỎA ĐANG GẦN HƠN BAO GIỜ HẾT

Sao Hỏa hiện nay là một hành tinh khô cằn, nhưng có nhiều bằng chứng cho thấy rằng nó từng trải qua thời kỳ nước chảy khắp bề mặt. Các khoáng chất nước có thể được tìm thấy trong các loại đá đã trải qua quá trình biến đổi hóa học do nước, thường biến thành đất sét và muối.

Các phát hiện mới chỉ ra rằng nước đã đóng vai trò quan trọng hơn nhiều trong việc hình thành địa chất của sao Hỏa suốt quá trình lịch sử của nó.

NASA và ESA đã đóng góp vào việc mở ra một tri thức hoàn toàn mới về sao Hỏa thông qua việc tạo ra một bản đồ toàn cầu về các khu vực nước trên hành tinh đỏ.

Bản đồ quý giá này đã được tạo ra một cách cẩn thận trong suốt một thập kỷ, bằng cách sử dụng dữ liệu từ Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) của ESA và Máy đo quang phổ hình ảnh trinh sát nhỏ gọn cho sao Hỏa, gọi là CRISM của NASA.

Cụ thể, bản đồ này cho thấy vị trí và sự phong phú của các khoáng chất dạng nước, được phát hiện từ các loại đá đã trải qua quá trình biến đổi hóa học do nước trong quá khứ, thường biến thành đất sét và muối.

Dữ liệu từ Mars Express của ESA và Mars Reconnaissance Orbiter của NASA đã được sử dụng để tạo bản đồ toàn cầu chi tiết đầu tiên về các mỏ khoáng sản ngậm nước trên sao Hỏa.

Dữ liệu từ hai sứ mệnh của NASA và ESA trên sao Hỏa đã được sử dụng để tạo ra bản đồ toàn cầu chi tiết đầu tiên về các mỏ khoáng sản ngậm nước trên sao Hỏa.

Các địa điểm hạ cánh và các khu vực đáng chú ý khác được hiển thị trên bản đồ.

Mawrth Vallis là một kênh dẫn nước cổ xưa có nhiều đất sét.

Oxia Planum là một vùng có đất sét phong phú. Các loại đất sét này bao gồm smectite và vermiculite, cùng với cao lanh địa phương. Oxia Planum đã được chọn làm điểm hạ cánh cho tàu thám hiểm Rosalind Franklin của ESA.

Silica ngậm nước cũng đã được bản đồ hóa trên một khu vực châu thổ cổ tại Oxia.

Meridiani Planum nằm giữa đường xích đạo của sao Hỏa và là nơi mà xe tự lái Opportunity của NASA đã hạ cánh vào năm 2004.

Valles Marineris là một trong những khe núi lớn nhất trong Hệ Mặt Trời.

Hố va chạm Gale và hố va chạm Jezero lần lượt là nơi hạ cánh của các tàu thám hiểm Curiosity và Perseverance của NASA vào các năm 2012 và 2020.

Các loại đất sét được hiển thị trên bản đồ bao gồm smectite và vermiculite chứa sắt và magiê, cùng với zeolite và aluminosilicat. Các muối được hiển thị là muối cacbonat được tạo ra từ cacbon và oxi. Nguồn hình ảnh: ESA / Mars Express (OMEGA) và NASA / Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

Trên Trái Đất, đất sét được hình thành khi nước tác động vào đá, với các điều kiện khác nhau sẽ tạo ra các loại đất sét khác nhau. Ví dụ, smectite và vermiculite hình thành khi một lượng nhỏ nước tác động vào đá, giữ lại hầu hết các thành phần hóa học ban đầu giống như đá núi lửa.

Với smectite và vermiculite, các nguyên tố chủ yếu là sắt và magiê. Khi lượng nước tương đối cao, đá có thể biến đổi nhiều hơn, giữ lại các nguyên tố tan chảy để tạo ra đất sét giàu nhôm như cao lanh (một loại đất sét màu trắng, bởi, chịu lửa).

Một điều gây ngạc nhiên cho các nhà nghiên cứu là sự phổ biến của các khoáng chất này. Mười năm trước, họ chỉ biết về khoảng 1000 mỏ đá trên sao Hỏa. Tuy nhiên, bản đồ nước mới đã thay đổi tình thế, tiết lộ hàng trăm nghìn vùng như vậy ở những khu vực lâu đời nhất trên Hành tinh Đỏ.

John Carter, nhà khoa học hành tinh tại Viện d'Astrophysique Spatiale ở Paris (Pháp), và cũng là tác giả chính của bài báo được công bố trên tạp chí Icarus, nói rằng: “Bản đồ nước mới đã thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về lịch sử của Hành tinh Đỏ. Có bản đồ này, chúng ta không còn nghi ngờ gì về vai trò lớn lao của nước trong việc hình thành địa chất trên toàn hành tinh này”.

Hố va chạm Jezero và môi trường xung quanh trên sao Hỏa hiển thị một loạt các khoáng chất phong phú đã bị biến đổi bởi nước trong quá khứ của Hành tinh Đỏ. Các khoáng chất này chủ yếu là đất sét và muối cacbonat. Dữ liệu chi tiết được thu thập từ bản đồ toàn cầu về khoáng sản do tàu Mars Express của ESA và Tàu quỹ đạo do thám sao Hỏa của NASA tạo ra. Tàu thám hiểm Perseverance của NASA, hạ cánh trên sao Hỏa vào năm 2020, hiện đang khám phá hố va chạm Jezero và môi trường xung quanh.

Vấn đề quan trọng hiện nay là liệu nước có tồn tại lâu dài hay chỉ là ngắn hạn và mạnh mẽ hơn. Mặc dù câu trả lời cụ thể vẫn chưa được đưa ra, nhưng các kết quả mới đã cung cấp cho các nhà khoa học một công cụ mạnh mẽ hơn để tìm kiếm câu trả lời.

Giáo sư John Carter nói: “Tôi nghĩ chúng ta đã quá đơn giản hóa sao Hỏa”. Ông giải thích rằng các nhà khoa học hành tinh thường nghĩ rằng chỉ có một số loại khoáng chất đất sét được tạo ra trong thời kỳ ẩm ướt của sao Hỏa, sau đó, khi nước dần cạn kiệt, muối được tạo ra trên toàn hành tinh.

Bản đồ mới này cho thấy sự phức tạp hơn so với những gì chúng ta từng nghĩ. Mặc dù nhiều muối trên sao Hỏa có thể hình thành sau đất sét, nhưng bản đồ chỉ ra rằng có nhiều trường hợp ngoại lệ với sự pha trộn mật thiết giữa muối và đất sét. Thậm chí, có một số loại muối được cho là lâu đời hơn một số loại đất sét.

“Quá trình tiến hóa từ nhiều nước sang không có nước không phải là một quá trình đột ngột, như chúng ta đã nghĩ. Nước không biến mất trong một đêm. Bối cảnh địa chất trên sao Hỏa rất đa dạng, không có quá trình hay chuỗi thời gian nào đơn giản có thể giải thích sự tiến hóa của khoáng vật trên hành tinh này. Đây là kết quả đầu tiên của nghiên cứu của chúng tôi. Thứ hai, nếu loại trừ các quá trình sống trên Trái Đất, sao Hỏa thể hiện sự đa dạng về khoáng vật trong các môi trường địa chất tương tự như Trái Đất”.

Tóm lại, khi chúng ta quan sát kỹ hơn, quá khứ của sao Hỏa trở nên phức tạp hơn.

'CÁNH TAY PHẢI ĐẮC LỰC' CỦA NASA VÀ ESA

Công cụ OMEGA và CRISM là lựa chọn phù hợp nhất cho cuộc khảo sát này. Dữ liệu của chúng có độ phủ sóng rộng, hoạt động ở cùng một dải bước sóng và nhạy với các loại khoáng vật tương tự nhau.

CRISM cung cấp hình ảnh quang phổ cao độ phân giải độc đáo của bề mặt (lên đến 15m / pixel) cho các vùng địa phương trên sao Hỏa và làm cho nó phù hợp nhất để lập bản đồ các khu vực nhỏ, như điểm hạ cánh của các xe tự lái. Ví dụ, bản đồ của hố va chạm Jezero, nơi tàu thám hiểm Perseverance của NASA hiện đang khám phá, hiển thị nhiều loại khoáng chất ngậm nước phong phú.

Trong quá trình xây dựng bản đồ toàn cầu mới về khoáng vật trên sao Hỏa, Oxia Planum được xác định là rất giàu đất sét. Khu vực này đã được chọn làm điểm hạ cánh cho tàu Rosalind Franklin của ESA. Nguồn: ESA / Mars Express (OMEGA và HRSC) và NASA / Mars Reconnaissance Orbiter (CRISM)

Mặt khác, OMEGA cung cấp vùng phủ sóng toàn cầu của sao Hỏa với độ phân giải quang phổ cao hơn và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn. Điều này làm cho nó phù hợp hơn cho việc lập bản đồ toàn cầu và khu vực, đồng thời phân biệt giữa các loại khoáng chất thay đổi khác nhau.

Kết quả của nghiên cứu được trình bày trong một cặp bài báo khoa học, do Giáo sư John Carter, Lucie Riu và đồng nghiệp viết. Lucie Riu đã làm việc tại Viện Khoa học Không gian và Du hành vũ trụ (ISAS), Cơ quan Khám phá Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA), Sagamihara, Nhật Bản, khi một phần công việc được thực hiện nhưng hiện là Nghiên cứu viên ESA tại Trung tâm Thiên văn Vũ trụ Châu Âu (ESAC) của ESA tại Madrid (Tây Ban Nha).

Với những phát hiện cơ bản, Lucie Riu quyết định tiến thêm bước và đánh giá lượng khoáng chất có trong tay. Bà nói: “Nếu chúng ta biết vị trí và tỷ lệ từng loại khoáng chất, chúng ta sẽ có ý tưởng tốt hơn về cách chúng hình thành”.

Công việc này cũng giúp các nhà lập kế hoạch sứ mệnh xác định các vị trí tiềm năng để hạ cánh xuống sao Hỏa trong tương lai.

Trước hết, phân tử nước vẫn tồn tại trong các khoáng chất. Cùng với băng nước đã được biết đến, điều này tạo ra cơ hội khai thác nước trên sao Hỏa, quan trọng cho việc xây dựng căn cứ nhân loại trên hành tinh này. Muối và đất sét thường được sử dụng trong xây dựng trên Trái Đất.

Thứ hai, trước cả khi con người đặt chân lên sao Hỏa, các khoáng chất trong nước cung cấp điểm khảo sát quan trọng. Trong chiến dịch lập bản đồ khoáng sản này, Oxia Planum, nơi giàu đất sét, đã được phát hiện. Loại đất sét này bao gồm smectite và vermiculite, chứa nhiều sắt và magiê. Đây không chỉ là nơi mở khóa khí hậu quá khứ của Hành tinh Đỏ mà còn là cơ hội tốt để tìm kiếm dấu vết sự sống trên sao Hỏa. Do đó, Oxia Planum đã được đề xuất và chọn làm điểm hạ cánh cho tàu Rosalind Franklin của ESA.

Lucie Riu nói: “Đây là điều tôi quan tâm và tôi tin rằng loại công việc này sẽ khám phá ra nhiều điều hơn trong tương lai. Hành tinh này càng được khám phá, nó càng lôi cuốn hơn”.

Bài viết được tham khảo từ: Scitechdaily, Gizmodo, ESA