Đối với một hành tinh yên tĩnh, bụi bặm mà chúng ta thấy ngày nay, sao Hỏa đã có một lịch sử dữ dội đáng kinh ngạc, có thể tiết lộ một số manh mối về quá khứ của Trái đất.
Một cuộc khảo sát mới về bề mặt sao Hỏa cho thấy trong những năm còn trẻ, hành tinh đỏ có rất nhiều núi lửa có thể giống với Trái đất của chúng ta trước khi nó hình thành các mảng kiến tạo khoảng 3 tỉ năm trước.
Nhà khoa học hành tinh Joseph Michalski thuộc Đại học Hong Kong (Trung Quốc) và các đồng nghiệp đã lập danh mục các dấu vết của hoạt động núi lửa ở vùng Eridania của hành tinh đỏ ở bán cầu nam, sử dụng dữ liệu viễn thám từ nhiều quỹ đạo.
Không giống như Trái đất, nơi có lớp vỏ gồm các mảng lục địa lồng vào nhau nổi trên lớp phủ nhớt của nó, lớp vỏ của sao Hỏa là một mảng khổng lồ, từng có hoạt động của núi lửa.
Những ngọn núi lửa này rất lớn và dễ bùng nổ, lớn nhất là Olympus Mons - ngọn núi lửa hình khiên có thể tích lớn hơn 100 lần so với ngọn núi lửa lớn nhất Trái đất là Mauna Loa ở Hawaii (Mỹ).
Một lý do khiến núi lửa trên sao Hỏa phát triển lớn đến vậy là vì hành tinh đỏ thiếu các mảng kiến tạo để dễ dàng giải tỏa áp lực của lớp phủ đang khuấy động. Nếu không có sự trượt và chìm của các mảng kiến tạo chồng lên nhau, lịch sử địa chất của lớp vỏ sao Hỏa có thể chứa đựng những dấu hiệu mơ hồ về cách lớp vỏ Trái đất có thể hình thành.
Michalski và các đồng nghiệp viết trong bài báo đăng tải trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên (Nature Astonomy): “Hành tinh sao Hỏa là một mảnh ghép đặc biệt có giá trị về mặt này”.
Khoảng 70% bề mặt sao Hỏa có tuổi đời hơn 3 tỉ năm và khoảng 45% có tuổi đời hơn 3,6 tỉ năm.
Các nhà nghiên cứu giải thích: “Mặc dù lớp vỏ bị va chạm mạnh, nhưng hồ sơ địa chất cổ đại vẫn còn nguyên vẹn và do đó cung cấp manh mối vô giá về các điều kiện địa chất ban đầu của Hệ Mặt trời và manh mối cho quá trình tiến hóa lớp vỏ ban đầu”.
Michalski và các đồng nghiệp đặc biệt quan tâm đến lớp vỏ từ tính cực mạnh của vùng Eridania và bằng chứng từ khu vực này cho thấy nó từng chứa một vùng biển sao Hỏa cổ đại.
Bằng cách sử dụng dữ liệu quỹ đạo, các nhà nghiên cứu đã xác định được bốn loại núi lửa khác nhau bên trong và lân cận biển Eridania: vòm núi lửa, núi lửa dạng tầng, lá chắn pyroclastic và phức hợp miệng núi lửa có thể còn sót lại từ thời kỳ hoạt động địa chất mạnh mẽ khoảng 3,5 tỉ năm trước.
Cấu trúc của những ngọn núi lửa này trên sao Hỏa tương tự như cấu trúc được tìm thấy trên Trái đất ngày nay, nhưng có đường kính lớn hơn một chút - là kết quả của lực hấp dẫn thấp hơn trên hành tinh đỏ và hoạt động núi lửa bùng nổ mạnh hơn đã ném vật chất ra xa hơn.
Michalski và các đồng nghiệp viết: “Hoạt động núi lửa đa dạng có liên quan đến các thành phần núi lửa felsic không giống bất kỳ nhóm trầm tích hoặc khu vực núi lửa nào được công nhận trên sao Hỏa”.
Địa hình của cảnh quan cổ xưa cũng được bộc lộ. Độ dày của các trầm tích núi lửa ở vùng Eridania, các phần vỏ bị cong vênh và gấp khúc, cũng như các lòng chảo võng của nó cho các nhà nghiên cứu thấy rằng lớp vỏ của sao Hỏa non trẻ có thể đã bị đảo lộn từ từ bởi tiền thân của kiến tạo mảng, được gọi là kiến tạo thẳng đứng.
Các nhà nghiên cứu cho rằng có thể tìm thấy thêm hàng trăm ngọn núi lửa ở khu vực Eridania, nhiều trong số đó có thể đã phun trào bên dưới một vùng biển cổ đại - tương đồng với Trái đất trong thời kỳ Liên đại Thái cổ (Archean), khi Trái đất chủ yếu là một thế giới nước và các dạng sự sống sớm nhất của Trái đất xuất hiện.
“Thật đáng kinh ngạc khi nghĩ về quy mô hoạt động ở khu vực này. Điều đó mang đến cho chúng ta cơ hội tuyệt vời để điều tra sự tiến hóa cảnh quan sao Hỏa một cách chi tiết hơn” - tác giả nghiên cứu và nhà địa chất hành tinh tại Viện Khoa học Hành tinh Aster Cowart nói với Space.com.
