Lõi sao Hỏa
Kết quả, được công bố trong ba nghiên cứu trên tạp chí Science, đưa ra một số phát hiện bất ngờ về cấu trúc bên trong hành tinh đỏ, bao gồm một lõi rất lớn.
Mặc dù sao Hỏa không có mảng kiến tạo, song các trận động đất đầu tiên trên hành tinh đỏ được phát hiện trong vòng vài tháng sau khi tàu thăm dò hạ cánh vào năm 2018. Insight được trang bị máy đo địa chấn, dò được những rung động rất nhạy. Động đất trên sao Hoả có thể là kết quả của những rung động do thiên thạch va vào bề mặt hoặc từ các quá trình bên trong hành tinh.
Rất khó để phát hiện các trận động đất trên sao Hỏa, một phần là do máy đo địa chấn phải chịu sự khắc nghiệt của thời tiết sao Hỏa, với các đợt gió thay đổi theo mùa cản trở việc thu thập dữ liệu. Các tín hiệu được sử dụng để thăm dò bên trong sao Hỏa đều đến từ các trận động đất tương đối nhỏ trong số hàng trăm trận động đất được phát hiện cho đến nay.
Các hành tinh phát triển bằng cách tích tụ vật chất (bồi tụ) sớm trong sự sống của hệ mặt trời. Nhưng bên trong của chúng không phải là sự kết hợp đồng nhất của các thành phần ban đầu này - chúng cũng trải qua quá trình phân hóa, nơi một số khoáng chất nhẹ hơn "trôi" về phía bề mặt, trong khi các thành phần nặng hơn như sắt chìm về phía trung tâm hành tinh.
Các nhà khoa học hy vọng những hành tinh đá như sao Hỏa có lõi giàu sắt, tiếp theo là một lớp silicat được gọi là lớp phủ và lớp ngoài cùng được gọi là lớp vỏ. Cho đến nay, vẫn chưa biết mỗi lớp trong số này chiếm bao nhiêu phần trăm của sao Hỏa.
Trái tim kim loại
Không thể lấy mẫu lõi của sao Hỏa. Thay vào đó, để ước tính kích thước của nó, các nhà khoa học đã sử dụng sóng địa chấn do động đất trên sao Hoả tạo ra. Trên Trái đất, bán kính của lõi lần đầu tiên được ước tính bằng cách tìm "bóng" của nó - một khu vực mà lõi làm gián đoạn sự xuất hiện của các sóng địa chấn từ các trận động đất ở xa.
Các nhà địa chấn từ khắp nơi trên thế giới đã phát hiện ra các tín hiệu từ sáu trận động đất trên sao Hỏa tương đối gần với tàu thăm dò. Kết hợp với thông tin từ vật lý khoáng sản và từ các sóng địa chấn truyền qua lớp phủ, họ có thể ước tính kích thước và mật độ của lõi sao Hỏa.
Theo đó, bán kính sao Hoả là một con số khổng lồ 1.830km (sai số 40km) - lớn một nửa bán kính của hành tinh, lớn hơn chúng ta tưởng. Lõi lớn hơn cho thấy một tỷ lệ tương đối lớn các nguyên tố nhẹ hơn phải được trộn với sắt. Từ nghiên cứu, các nhà khoa học biết rằng lõi sao Hỏa có thể chứa một phần lớn lưu huỳnh và các nguyên tố nhẹ khác.
Các thí nghiệm cho thấy các hợp chất sắt lỏng có chứa nhiều lưu huỳnh này khó có thể đông đặc ở áp suất và nhiệt độ mà chúng ta mong đợi ở trung tâm sao Hỏa, vì vậy không chắc nó có lõi rắn bên trong như Trái đất hay không. Điều này có thể giúp chúng ta hiểu tại sao không giống như trên Trái đất, trên sao Hoả ngày nay không có từ trường.
Giờ đây, chúng ta đã biết nhiều hơn về các thành phần cấu tạo nên sao Hỏa, và nó có một thạch quyển rất dày, cho phép hành tinh chị em nhỏ hơn của chúng ta giữ được nhiệt bên trong. Mặc dù các phi hành gia trong tương lai sẽ không phải lo lắng về những trận động đất nhỏ mà chúng ta đã sử dụng để thăm dò hành tinh đỏ, nhưng việc thiếu từ trường do lõi giàu lưu huỳnh sẽ có nghĩa là họ và thiết bị của họ sẽ cần phải cẩn thận hơn với gió mặt trời khắc nghiệt.
Những hiểu biết mới về cấu trúc bên trong sao Hỏa là một phần của kỷ nguyên địa chấn hành tinh mới, hơn 50 năm kể từ khi sứ mệnh Apollo hạ cánh máy đo địa chấn trên Mặt trăng.
Máy đo địa chấn mới sẽ được triển khai lên Mặt trăng như một phần của sứ mệnh Artemis, trong khi sứ mệnh Dragonfly sẽ đặt máy đo địa chấn trên mặt trăng Titan của sao Thổ vào giữa những năm 2030. Những thí nghiệm này sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về cách các hành tinh hình thành và tiến hóa.
