Rover của NASA phát hiện bằng chứng mới cho thấy sao Hỏa từng ấm áp và có nước

Một khoáng chất có tên là siderite (sắt cacbonat), được phát hiện với số lượng lớn trong đá do tàu thăm dò Curiosity của NASA khoan trên bề mặt sao Hỏa, đang cung cấp bằng chứng mới cho thấy hành tinh đỏ từng có khí hậu ấm áp, ẩm ướt và có thể từng tồn tại các vùng nước lớn, thậm chí có khả năng từng có sự sống vi sinh vật.

Tàu Curiosity – hạ cánh xuống sao Hỏa từ năm 2012 để khám phá khả năng sao Hỏa từng hỗ trợ sự sống – đã khoan và phân tích đá tại 3 vị trí trong hố Gale vào các năm 2022 và 2023. Hố Gale là một miệng va chạm khổng lồ với một ngọn núi ở giữa.

Khí hậu cổ đại của sao Hỏa và vai trò của CO₂

Trước đây, bằng chứng cho thấy bầu khí quyển của sao Hỏa từng giàu khí CO₂ là khá hiếm. Các nhà khoa học cho rằng, sau khi bầu khí quyển này dần trở nên mỏng và thiếu CO₂ (vì lý do chưa rõ), thì carbon trong khí quyển đã bị giữ lại trong lớp vỏ hành tinh qua các quá trình địa chất, hình thành các khoáng chất cacbonat như siderite.

Các mẫu đá do Curiosity thu thập, với tỷ lệ siderite lên tới 10,5% theo khối lượng, củng cố thêm cho giả thuyết trên.

Giải mã một bí ẩn lớn của sao Hỏa

“Một trong những bí ẩn lớn nhất khi nghiên cứu sự tiến hóa của sao Hỏa là: nếu cần một lượng lớn CO₂ để làm ấm hành tinh và duy trì nước lỏng, tại sao chúng ta lại tìm thấy rất ít khoáng chất cacbonat trên bề mặt sao Hỏa?” – nhà địa hóa học Benjamin Tutolo (Đại học Calgary), tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, cho biết.

Trên lý thuyết, các khoáng chất như siderite phải xuất hiện rộng rãi nếu sao Hỏa từng có nhiều CO₂. Nhưng trước đây, các tàu thăm dò và ảnh chụp từ vệ tinh lại rất ít khi phát hiện ra chúng.

Vì các loại đá giống với mẫu mà Curiosity đã khoan cũng được phát hiện ở nhiều nơi khác trên sao Hỏa, nên nhóm nghiên cứu cho rằng chúng có thể cũng chứa nhiều khoáng chất cacbonat, góp phần giải thích carbon đã “biến mất” khỏi bầu khí quyển như thế nào.

Ảnh: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Hồ nước và thay đổi khí hậu cực đoan

Các lớp đá trầm tích trong hố Gale – gồm sa thạch và đá bùn – được cho là hình thành cách đây khoảng 3,5 tỷ năm, khi nơi đây từng là một hồ nước. Sau đó, sao Hỏa trải qua một biến đổi khí hậu cực kỳ nghiêm trọng, khiến bề mặt hiện nay trở nên khô cằn và không còn phù hợp cho sự sống.

“Việc sao Hỏa chuyển từ một hành tinh có thể sinh sống được sang trạng thái khô hạn như hiện nay là thảm họa môi trường lớn nhất từng được biết đến”, theo nhà khoa học hành tinh Edwin Kite, đồng tác giả nghiên cứu.

Hiện tại, sao Hỏa chỉ có một lớp khí CO₂ rất mỏng, nhưng các bằng chứng cho thấy nó từng dày và giàu CO₂ hơn rất nhiều. Điều này khiến việc tìm hiểu carbon đã đi đâu trở nên vô cùng quan trọng. Và phát hiện mới về lượng lớn khoáng chất chứa carbon chính là một manh mối đầy giá trị.

Sự khác biệt với Trái Đất và chu trình carbon lệch lạc

Trên Trái Đất, núi lửa phun CO₂ vào khí quyển, sau đó khí này hòa tan vào nước biển và kết hợp với canxi để tạo thành đá vôi. Qua quá trình kiến tạo địa chất (chuyển động mảng kiến tạo), đá này bị nung nóng trở lại và CO₂ được giải phóng qua các đợt phun trào mới.

Nhưng sao Hỏa không có mảng kiến tạo như Trái Đất. Do đó, một khi CO₂ bị giữ lại trong đá, nó không được giải phóng trở lại, dẫn đến chu trình carbon không cân bằng. “Phát hiện mới cho thấy lượng lớn CO₂ cổ đại đã bị ‘giam giữ’ trong đá mà không được tái sinh vào khí quyển”, ông Tutolo nói thêm.

Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng những mô hình mới về khí hậu sao Hỏa có thể kết hợp các dữ liệu này để hiểu rõ hơn về việc hành tinh từng có thể sống được đã mất đi sự sống như thế nào.