Có nước trên sao Hỏa, nhưng dường như chỉ tồn tại trong các chỏm băng ở các cực của hành tinh đỏ hoặc ở dạng khí trong bầu khí quyển mỏng của sao Hỏa. Nước đã thoát khỏi sao Hỏa trong hàng tỉ năm, kể từ khi sao Hỏa mất từ trường. Sau đó, sao Hỏa cũng mất phần lớn không khí và nước.
Thời tiết và khoảng cách với mặt trời
Hai nghiên cứu mới đã nhận ra cách thức nước di chuyển qua và rời khỏi bầu khí quyển của sao Hỏa.
Hai nghiên cứu do Anna Fedorova - nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Không gian Vũ trụ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga và Jean-Yves Chaufray - nhà khoa học tại Laboratoire Atmospheres Observations Spatiales ở Pháp, dẫn dắt. Những nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Các hành tinh và tạp chí Icarus thời gian gần đây.
Hai nghiên cứu mới sử dụng dữ liệu từ tàu quỹ đạo ExoMars và tàu quỹ đạo Mars Express của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA). Tàu quỹ đạo ExoMars bắt đầu sứ mệnh khoa học chính vào năm 2018.
Kết quả của 2 nghiên cứu cho thấy tốc độ thoát nước của sao Hỏa được xác định bởi sự thay đổi thời tiết và khí hậu trên sao Hỏa và khoảng cách của hành tinh này so với mặt trời.
“Bầu khí quyển là mối liên hệ giữa bề mặt và không gian, và có rất nhiều điều cho chúng ta biết về việc sao Hỏa đã mất nước như thế nào” - nhà nghiên cứu Fedorova cho biết.
Trong những nghiên cứu này, các nhà khoa học sử dụng dữ liệu từ thiết bị các nhóm đã sử dụng dữ liệu từ thiết bị quang phổ SPICAM để quan sát bầu khí quyển sao Hỏa của ExoMars.
"Chúng tôi đã nghiên cứu hơi nước trong khí quyển từ bề mặt tới độ cao 100km - một khu vực vẫn chưa được khám phá - hơn 8 năm sao Hỏa" - nhà nghiên cứu Fedorova nói. Một năm trên sao Hỏa bằng khoảng 2 năm trái đất.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy, khi sao Hỏa ở vị trí xa mặt trời nhất, khoảng 400 triệu km, hơi nước trong khí quyển chỉ tồn tại ở vị trí cách bề mặt sao Hỏa 60km. Tuy nhiên, khi hành tinh đỏ gần mặt trời nhất, khoảng 333 triệu km, nước có thể tìm ra ở khoảng cách xa bề mặt sao Hỏa 90km.
Khi sao Hỏa và mặt trời ở xa nhau, nhiệt độ lạnh khiến hơi nước ở một độ cao nhất định trong khí quyển sao Hỏa bị đóng băng nhưng khi hành tinh đỏ ấm hơn khi gần mặt trời khiến nước có thể di chuyển xa hơn.
Bởi vì hơi nước có thể bay ra xa hơn trong bầu khí quyển của sao Hỏa vào những mùa ấm hơn, đó cũng là thời điểm mà hành tinh này mất nhiều nước hơn.
Vai trò của bão bụi
Không chỉ các mùa quyết định mức độ mất nước của sao Hỏa vào vũ trụ, các cơn bão bụi cũng đóng vai trò quan trọng, các nhà nghiên cứu chỉ ra.
Qua nghiên cứu dữ liệu trong 8 năm, các nhà khoa học nhận thấy những năm sao Hỏa trải qua bão bụi khắp hành tinh, nước di chuyển lên cao hơn trong bầu khí quyển của sao Hỏa. Trong những năm này, các nhà nghiên cứu tìm thấy hơi nước ở độ cao khoảng 80km từ bề mặt sao Hỏa.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng cứ mỗi tỉ năm, sao Hỏa lại mất đi một lớp nước sâu 2m trên toàn hành tinh.
“Điều này khẳng định rằng các cơn bão bụi vốn làm ấm và phá vỡ bầu khí quyển của sao Hỏa, cũng đưa nước lên các độ cao lớn.
Nhờ theo dõi liên tục của Mars Express, chúng tôi có thể phân tích 2 cơn bão bụi toàn cầu gần đây nhất, vào năm 2007 và 2018, đồng thời so sánh những gì chúng tôi phát hiện trong những năm không có bão để xác định cách các cơn bão ảnh hưởng đến việc thoát nước khỏi sao Hỏa" - nhà nghiên cứu Fedorova cho biết.
Tuy nhiên, công trình này chưa giải thích đầy đủ về lượng nước mà sao Hỏa mất đi trong hơn 4 tỉ năm qua, theo tuyên bố của ESA.
Nhà khoa học Chaufray nói rằng: “Một lượng đáng kể từng tồn tại trên hành tinh này để giải thích các đặc điểm do nước tạo ra mà chúng ta nhìn thấy. Khi nó chưa bị mất hết vào không gian, kết quả của chúng tôi gợi ra rằng hoặc nước đã di chuyển xuống dưới lòng đất hoặc tỉ lệ thoát nước trước đây cao hơn nhiều".
