Xác định nguyên nhân khiến sao Hỏa mất đại dương

Nguyễn Hạnh |

Từ lâu, người ta đã biết sao Hỏa từng có các đại dương nhờ sự bảo vệ của từ trường tương tự Trái đất. Song, từ trường sau đó biến mất và kéo theo nước. Nghiên cứu mới cuối cùng có thể giải thích tại sao.

Các nhà nghiên cứu đã tái tạo lại các điều kiện được mong đợi trong lõi của sao Hỏa hàng tỉ năm trước và phát hiện hoạt động của kim loại nóng chảy có khả năng làm phát sinh một từ trường ngắn hạn được định sẵn để biến mất.

Theo Science Alert, sao Hỏa là một hành tinh khô cằn bị cai trị bởi các cơn bão bụi toàn cầu. Đó cũng là một thế giới băng giá, nơi nhiệt độ ban đêm vào mùa đông giảm xuống âm 140 độ C ở các cực. Nhưng không phải lúc nào sao Hỏa cũng là một thế giới khô khan, cằn cỗi, băng giá, khắc nghiệt. Nó từng là một nơi ấm áp, ẩm ướt, nơi nước lỏng chảy khắp bề mặt, lấp đầy các hồ, các kênh và hình thành các châu thổ. Sao Hỏa sau đó bị mất từ trường. Không có sự bảo vệ của từ trường, Mặt trời đã tước đi bầu khí quyển của hành tinh. Không có bầu khí quyển, nước là "nạn nhân" tiếp theo.

Sao Hỏa của hiện tại chính là sao Hỏa mà chúng ta vẫn luôn biết đến: Một nơi mà chỉ có những con robot mới cảm thấy sự hiếu khách của hành tinh. Sao Hỏa vẫn có từ trường phát ra từ lớp vỏ, nhưng đó là một từ trường yếu ớt nên có ít khả năng bảo vệ.

Việc mất từ trường quả là một thảm họa đối với sao Hỏa. Chuyện đã xảy ra như thế nào? Một nghiên cứu mới được công bố trên Nature Communications đã trả lời câu hỏi đó.

Ảnh minh họa hồ nước cổ đại trên sao Hỏa. Ảnh: NASA
Ảnh minh họa hồ nước cổ đại trên sao Hỏa. Ảnh: NASA

"Cái chết" của từ trường sao Hỏa

Tác giả nghiên cứu, giáo sư Kei Hirose từ Khoa Trái đất và Hành tinh của Đại học Tokyo (Nhật Bản) cho hay: "Từ trường của Trái đất được thúc đẩy bởi các dòng đối lưu khổng lồ không thể tưởng tượng được của các kim loại nóng chảy trong lõi của nó. Từ trường trên các hành tinh khác được cho là hoạt động theo cùng một cách. Mặc dù thành phần bên trong của sao Hỏa vẫn chưa được biết đến, nhưng bằng chứng từ các thiên thạch cho thấy nó là sắt nóng chảy được làm giàu với lưu huỳnh.

Hơn nữa, các dữ liệu địa chấn từ tàu thăm dò InSight của NASA trên bề mặt cho chúng ta biết lõi của sao Hỏa lớn hơn và ít đặc hơn so với suy nghĩ trước đây. Những điều này ngụ ý sự hiện diện của các nguyên tố nhẹ hơn như hydro. Với chi tiết này, chúng tôi chuẩn bị các hợp kim của sắt mà chúng tôi mong đợi là cấu thành lõi và đưa chúng vào các thí nghiệm".

Theo trang web của Đại học Tokyo, thí nghiệm liên quan đến kim cương, tia laser và một điều cực bất bất ngờ. Các nhà khoa học đã tạo ra một mẫu vật có chứa sắt, lưu huỳnh và hydro (Fe-S-H) - thứ mà họ mong đợi là đã từng tạo thành lõi sao Hỏa. Họ đặt mẫu này giữa hai viên kim cương và nén nó lại trong khi làm nóng bằng tia laser hồng ngoại, để mô phỏng nhiệt độ và áp suất ước tính tại lõi. 

Việc quan sát mẫu bằng tia X và chùm tia điện tử cho phép nhóm nghiên cứu tưởng tượng những gì đang diễn ra trong quá trình nóng chảy dưới áp suất và thậm chí lập bản đồ thành phần của mẫu đã thay đổi như thế nào trong thời gian đó. 

"Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy một hành vi cụ thể có thể giải thích rất nhiều điều. Fe-S-H đồng nhất ban đầu tách ra thành hai chất lỏng riêng biệt với mức độ phức tạp chưa từng thấy trước đây dưới các loại áp suất này. Một là chất lỏng sắt giàu lưu huỳnh, chất lỏng kia giàu hydro, và đây là chìa khóa để giải thích sự ra đời và cuối cùng là cái chết của từ trường xung quanh sao Hỏa", giáo sư Kei Hirose nói.

Sắt lỏng giàu hydro và nghèo lưu huỳnh, có mật độ thấp hơn, sẽ nổi lên trên sắt lỏng giàu lưu huỳnh, nghèo hydro, đậm đặc hơn, gây ra các dòng đối lưu. Những dòng điện này, tương tự như trên Trái đất, sẽ tạo ra một từ trường có khả năng duy trì hydro trong bầu khí quyển xung quanh sao Hỏa, do đó sẽ cho phép nước tồn tại ở dạng lỏng.

Tuy nhiên, nó đã không kéo dài. Không giống như các dòng đối lưu bên trong của Trái đất cực kỳ lâu dài, một khi hai chất lỏng tách ra hoàn toàn, sẽ không còn dòng nào nữa để tạo ra từ trường. Và khi điều đó xảy ra, hydro trong khí quyển bị gió mặt trời thổi ra ngoài vũ trụ, dẫn đến sự phân hủy hơi nước và cuối cùng là sự bốc hơi của các đại dương trên sao Hỏa. Tất cả điều này đã xảy ra cách đây khoảng 4 tỉ năm.

Nguyễn Hạnh
TIN LIÊN QUAN

Số lượng hành tinh tối đa có thể quay quanh Mặt trời là bao nhiêu?

Nguyễn Hạnh |

Về mặt lý thuyết, có hàng nghìn hành tinh quay quanh Mặt trời.

Khám phá sửng sốt lịch sử hình thành miệng núi lửa trên sao Hỏa

Nguyễn Hạnh |

Nghiên cứu mới của Đại học Curtin (Australia) đã xác nhận, tần suất các vụ va chạm giữa tiểu hành tinh và sao Hỏa tạo thành miệng núi trên hành tinh là nhất quán trong suốt 600 triệu năm qua.

Sao Hỏa bụi bặm ngày nay từng là một thế giới rất khác

Nguyễn Hạnh |

Nghiên cứu mới cho thấy sao Hỏa lạnh giá 3 tỉ năm về trước đã có một đại dương ở phía bắc.

PODCAST: Giờ thứ 9 – Sự giả dối mà tôi căm ghét (phần 2)

Nhóm PV |

Giờ thứ 9 - Ai rồi cũng cảm thấy vai trò, trách nhiệm của những người chủ gia đình lớn đến thế nào trong việc duy trì cuộc hôn nhân mà chúng ta đã tự nguyên lựa chọn một cách êm ấm, hạnh phúc. Đừng tự chà đạp, hủy hoại tổ ấm mà chúng ta từng dành trọn tâm huyết, sức lực vun vén, dựng xây...

Hà Nội FC và thời hậu Quang Hải

DIỆU LINH |

Trong khi Quang Hải vẫn chưa chính thức công bố đội bóng mới ở Châu Âu, Hà Nội FC bắt đầu bước vào giai đoạn thời hậu tiền vệ này với trận hoà trước Nam Định. 

HLV Nguyễn Văn Sỹ: "Nam Định thi đấu không tốt bằng Hà Nội"

MINH PHONG |

Huấn luyện viên Nguyễn Văn Sỹ cho biết, việc nghỉ thi đấu trong thời gian dài trước khi Night Wolf V.League 2022 trở lại khiến Nam Định không có được một thế trận tốt trước đối thủ Hà Nội.

HLV Hà Nội: Ai cũng mong muốn có Ronaldo hay Messi trong đội hình

Hoài Thu |

Huấn luyện viên trưởng câu lạc bộ Hà Nội Chun Jae Ho cho rằng Thiên Trường là một sân đấu tuyệt vời và ai cũng mong muốn có Ronaldo hay Messi trong đội hình. 

G7 công bố lệnh cấm nhập khẩu vàng của Nga

Ngọc Vân |

Bốn nước G7 công bố lệnh cấm nhập khẩu vàng của Nga khi hội nghị thượng đỉnh G7 khai mạc ngày 26.6.

Số lượng hành tinh tối đa có thể quay quanh Mặt trời là bao nhiêu?

Nguyễn Hạnh |

Về mặt lý thuyết, có hàng nghìn hành tinh quay quanh Mặt trời.

Khám phá sửng sốt lịch sử hình thành miệng núi lửa trên sao Hỏa

Nguyễn Hạnh |

Nghiên cứu mới của Đại học Curtin (Australia) đã xác nhận, tần suất các vụ va chạm giữa tiểu hành tinh và sao Hỏa tạo thành miệng núi trên hành tinh là nhất quán trong suốt 600 triệu năm qua.

Sao Hỏa bụi bặm ngày nay từng là một thế giới rất khác

Nguyễn Hạnh |

Nghiên cứu mới cho thấy sao Hỏa lạnh giá 3 tỉ năm về trước đã có một đại dương ở phía bắc.