Các nhà khoa học cuối cùng cũng biết điều gì đã xảy ra với nước trên sao Hoả

Sao Hoả mất hết nước như thế nào? Đó là một trong những bí ẩn lâu đời nhất của Thái dương hệ, trên một trong những hành tinh thú vị nhất của nó.

Nay, nhờ tàu vũ trụ MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) của NASA, các nhà khoa học đã nắm được thông tin chi tiết hơn về bầu khí quyển của sao Hoả, biết được cốt lõi cách vận động của hành tinh – và họ cho rằng cuối cùng mình đã tìm ra câu trả lời cho bí ẩn.

Để hiểu được nước của sao Hoả đã đi đâu, các nhà khoa học đã nghiên cứu khu vực cách bề mặt hành tinh này 150 km. Thứ họ tìm thấy đã được đăng tải chi tiết trong một bài viết mới xuất bản trên tờ Science hôm thứ năm vừa qua.

Minh hoạ tàu vũ trụ MAVEN

Shane Stone là một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Arizona và là một trong các tác giả của nghiên cứu mới. Việc nghiên cứu phần cụ thể nêu trên của bầu khí quyển sao Hoả, thay vì bề mặt của nó, đóng vai trò quan trọng đối với hiểu biết mới của các nhà khoa học về những điều đã xảy ra với nước.

“Đây là khu vực khí quyển chuyển tiếp từ khí quyển lên không gian. Nó không chuyển tiếp đột ngột mà khá mượt mà” – Stone nói.

Mọi hành tinh có khí quyển, bao gồm Trái đất, đều có vùng không gian chuyển tiếp này. Vùng chuyển tiếp của Trái đất được biết đến với tên gọi “ngoại khí quyền”. Đó là nơi ánh sáng từ các ngôi sao phân tách các phân tử trung lập thành các thành tố cấu tạo nên chúng, như carbon dioxide thành carbon và oxygen.

Và chính trong không gian chuyển tiếp này, nhóm của Stone đã phát hiện ra dấu hiệu của nước.

“Đó là một ngạc nhiên thực sự và có ý nghĩa to lớn giúp hiểu được quá trình nước thoát ra khỏi hành tinh” – Stone nói.

Theo dữ liệu mới, các cơn bão bụi trỗi dậy từ bề mặt sao Hoả dường như đã chậm rãi hút sạch nước của hành tinh trong quãng thơi gian kéo dài hàng triệu năm bằng cách cuốn các phân tử nước vào một cuộc phiêu lưu kỳ thú lên bầu khí quyền. Điều này cũng diễn ra trên Trái đất – các phân tử nước bay hơi, di chuyển lên phía trên cho đến khi cô đặc lại từ một dạng khí gas thành chất lỏng, trở thành những đám mây mang mưa. Nơi quá trình này diễn ra được gọi là hiện tượng “Hygropause”.

Một cơn bão bụi năm 2001 đã vùi lấp cả hành tinh đỏ

“Trên sao Hoả, hygropause không diễn ra hiệu quả như lẽ ra nó phải vậy, không hiệu quả như hygropause của Trái đất” – Stone nói. Kết quả là, khi nước đi vào khí quyển trên cao của sao Hoả, nó phản ứng với các phân tử khí quyển và bị phân tách thành hydrogen và oxygen – hydrogen sau đó có thể thoát hoàn toàn khỏi khí quyền sao Hoả và cuối cùng vĩnh viễn mất vào không gian.

Phát hiện này đã hé lộ quá trình tiến hoá của hành tinh đỏ từ một thế giới ẩm ướt, có thể tương tự Trái đất, thành một thế giới như sa mạc chúng ta biết ngày nay. Các nhà khoa học tin rằng dù bề mặt sao Hoả có nhiều vùng đáy hồ và sông ngòi cổ đại, nhưng lượng nước ít ỏi còn sót lại có thể đang được lưu giữ bên dưới lòng đất.

MAVEN còn tiến hành nghiên cứu trong thời gian sao Hoả hứng chịu những cơn bão bụi. Trong khi hầu hết các vệ tinh khác bay quanh sao Hoả theo quỹ đạo hình tròn, có nghĩa là chúng sẽ nhìn thấy cùng một phần của sao Hoả tại cùng một thời điểm trong ngày, liên tục nhiều lần, MAVEN “thu thập mẫu nhiều điều kiện khác nhau trên sao Hoả một cách liên tục, nhiều lần mỗi ngày, kinh độ và vĩ độ” – Stone nói.

Một cơn bão bụi trên sao Hoả, chụp bởi tàu Opportunity vào năm 2016

Hành tinh đỏ phải thường xuyên đối mặt với những cơn bão bụi diễn ra tại nhiều vùng, nhưng vào năm 2018, hành tinh này đã bị nhấn chìm bởi một cơn bao bụi toàn cầu. Stone miêu tả sự kiện này là điều “rất may mắn” cho nhóm nghiên cứu, bởi nó mang lại cái nhìn chưa từng có tiền lệ về cách toàn bộ hành tinh đối phó với một cơn bão.

Không phải ai cũng nhắc đến cơn bão năm 2018 bằng từ “may mắn”. Trong khi MAVEN bận rộng đo đạc bầu trời, tàu thăm dò Opportunity của NASA đang nghiên cứu bề mặt sao Hoả. Những cơn bão bụi đã gây khó khăn cho các tấm năng lượng mặt trời của Opportunity, chặn ánh sáng Mặt trời tiếp cận và khiến tàu bị cạn kiệt năng lượng – cuối cùng đặt dấu chấm hết cho hành trình lịch sử của tàu.