Các hồ ngầm dưới bề mặt sao Hỏa: tàn tích của một đại dương cổ đại
Phát hiện và xác nhận các hồ ngầm
Vào năm 2018, các nhà khoa học đã có một khám phá mang tính đột phá: một hồ nước ẩn bên dưới bề mặt băng giá của cực nam sao Hỏa. Khám phá này đã làm dấy lên rất nhiều câu hỏi về sự hình thành của nó và độ chính xác của các phép đo. Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature Astronomy không chỉ xác nhận sự tồn tại của hồ nước này mà còn tiết lộ thêm sự hiện diện của ba hồ nước nhỏ hơn nữa ở gần đó.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành các phép đo radar chuyên sâu trong khu vực, bổ sung thêm 100 điểm dữ liệu mới vào 29 điểm dữ liệu ban đầu của họ. Các phép đo này đã vẽ nên một bức tranh rõ ràng hơn về bốn hồ nước nằm sâu một dặm dưới bề mặt sao Hỏa. Người ta tin rằng chúng chứa muối và trầm tích, cho phép chúng vẫn ở trạng thái lỏng ngay cả trong nhiệt độ lạnh giá ở cực nam sao Hỏa.
Ý nghĩa đối với quá khứ và hiện tại của sao Hỏa
Việc phát hiện ra các hồ ngầm này có ý nghĩa to lớn đối với sự hiểu biết của chúng ta về quá khứ và hiện tại của sao Hỏa. Sự hiện diện của nhiều nguồn nước tại cực nam cho thấy rằng chúng có thể là tàn tích của các đại dương cổ đại của hành tinh này. Các mô hình xói mòn trên bề mặt sao Hỏa chỉ ra rằng nước đã từng chảy tự do trên khắp hành tinh. Các quan sát từ tàu thám hiểm Curiosity củng cố cho giả thuyết rằng sao Hỏa đã từng được bao phủ bởi một đại dương rộng lớn.
Khi khí hậu sao Hỏa trở nên lạnh hơn, đại dương này sẽ đóng băng và cuối cùng thăng hoa, bốc hơi từ băng thành hơi nước mà không tan chảy. Hơi nước sẽ di chuyển trong khí quyển và ngưng tụ ở hai cực, tạo thành các chỏm băng khổng lồ. Năng lượng địa nhiệt sẽ làm tan chảy phần dưới của các chỏm băng này, tạo thành nước ngầm hoặc đất đóng băng vĩnh cửu. Nếu nước này đủ mặn, nó có thể tồn tại trong các hồ được quan sát thấy ngày nay.
Đặc điểm của nước và khả năng sinh sống
Nước cần phải cực kỳ mặn để duy trì trạng thái lỏng ở cực nam sao Hỏa, nơi nhiệt độ có thể giảm xuống tới âm 195 độ F. Muối và trầm tích ngăn nước đóng băng bằng cách cản trở sự liên kết của các phân tử nước, ức chế quá trình kết tinh.
Tuy nhiên, các loại muối tìm thấy trong nước trên sao Hỏa, được gọi là perchlorat, không thích hợp để con người sử dụng. Loại nấm mạnh nhất trên Trái đất có thể sống sót trong nước có tới 23% natri perchlorat, trong khi vi khuẩn cứng cáp nhất chỉ có thể chịu được dung dịch 12%. Để nước duy trì trạng thái lỏng ở nhiệt độ khắc nghiệt của sao Hỏa, cần phải có một loại muối khác, calci perchlorat, độc hơn nhiều đối với các vi khuẩn trên Trái đất.
Trái đất cũng có những hồ nước mặn ẩn dưới lớp băng Nam Cực, nhưng chúng không nuôi dưỡng nhiều sự sống. John Priscu, một nhà khoa học môi trường tại Đại học Montana State, giải thích rằng: “Không có nhiều sự sống chủ động trong các hồ nước mặn này ở Nam Cực”. “Chúng chỉ đơn giản là được ngâm chua. Và điều đó cũng có thể đúng với [sao Hỏa]”.
Kỹ thuật nghiên cứu và tranh cãi
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Radar tiên tiến của Sao Hỏa để thăm dò bề mặt và tầng điện ly (MARSIS) để phát hiện ra các hồ ngầm. MARSIS bắn sóng vô tuyến vào bề mặt sao Hỏa, phản xạ trở lại khi gặp những thay đổi trong cấu tạo của hành tinh. Việc phân tích các mẫu phản xạ cho thấy bản chất của vật liệu mà sóng đã phản xạ vào.
Một số nhà khoa học vẫn còn hoài nghi về kết luận của nghiên cứu, cho rằng các mảng phản xạ có thể đại diện cho lớp tuyết nhão hoặc bùn chứ không phải nước ở trạng thái lỏng. Ngoài ra, còn có sự khác biệt giữa các quan sát của MARSIS và các phép đo từ các tập dữ liệu khác.
Khai phá và triển vọng trong tương lai
Một sứ mệnh của Trung Quốc có tên là Thiên Vấn-1 dự kiến sẽ bay quanh sao Hỏa vào tháng 2 năm 2021. Sứ mệnh này có thể cung cấp một góc nhìn mới về các quan sát và làm sáng tỏ bản chất của các hồ ngầm.
Ali Bramson, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Purdue, cho biết: “Tôi tin rằng có điều gì đó kỳ lạ đang xảy ra tại địa điểm này khiến cho phản xạ tăng đột biến”. “Chắc chắn là nếu có một số dung dịch muối siêu lạnh, nhão và kỳ lạ nào đó ở đáy lớp băng cực, thì điều đó quả thực rất tuyệt”.
Việc phát hiện ra các hồ ngầm trên sao Hỏa đã mở ra những hướng nghiên cứu và suy đoán khoa học mới. Những hồ nước này có thể chứa đựng manh mối về các đại dương cổ đại của hành tinh và tiềm năng tồn tại sự sống trong quá khứ hoặc hiện tại trên sao Hỏa. Các nghiên cứu và khai phá sâu hơn sẽ rất quan trọng để giải mã những bí ẩn xung quanh các nguồn nước hấp dẫn này.
