Sau gần một thập kỷ lặng lẽ bay quanh Hành tinh Đỏ, tàu vũ trụ MAVEN của NASA cuối cùng đã cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên về một cơ chế mà giới khoa học nghi ngờ từ lâu.
Đó là cách những luồng hạt năng lượng cao từ Mặt Trời đã tấn công và từng bước bào mòn bầu khí quyển của Sao Hỏa , dẫn đến sự biến mất của nước và sự sống tiềm năng trên hành tinh này.
Những phát hiện mới nhất vừa được công bố trên tạp chí Science Advances vào ngày 28/5 đã mang lại cái nhìn rõ ràng nhất từ trước đến nay về quá trình gọi là “phun trào khí quyển”, một cơ chế mà các nhà khoa học mô tả như việc những “quả đại bác vô hình” từ Mặt Trời đã bắn thẳng vào khí quyển Sao Hỏa , thổi bay các phân tử quan trọng ra ngoài không gian.
Sau gần một thập kỷ trên quỹ đạo, tàu vũ trụ MAVEN của NASA đã lần đầu tiên quan sát trực tiếp quá trình mà các nhà khoa học từ lâu nghi ngờ là nguyên nhân khiến bầu khí quyển của Sao Hỏa bị tước đi.
Shannon Curry, nhà nghiên cứu chính của sứ mệnh MAVEN thuộc Đại học Colorado Boulder, cho biết: “Giống như chơi trò bắn đại bác trong hồ bơi vậy. Trong trường hợp này, đại bác là các ion nặng đâm vào bầu khí quyển rất nhanh và bắn tung các nguyên tử và phân tử trung tính ra ngoài”.
Về bản chất, “phun trào khí quyển” xảy ra khi các hạt năng lượng cao trong gió Mặt Trời, vốn là dòng chảy liên tục của các ion phát ra từ Mặt Trời đâm sầm vào tầng khí quyển phía trên của Sao Hỏa .
Sự va chạm này truyền năng lượng cho các phân tử trung tính, khiến chúng đủ nhanh để vượt qua lực hút của hành tinh và bay vào không gian. Đây chính là cách mà bầu khí quyển Sao Hỏa từng bị rút kiệt dần dần theo thời gian.
Từ lâu, giới khoa học đã nghi ngờ cơ chế này đóng vai trò then chốt trong việc Sao Hỏa đánh mất bầu khí quyển dày đặc và khả năng duy trì nước lỏng trên bề mặt.
Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên hiện tượng này được chứng kiến trực tiếp bằng các thiết bị khoa học hiện đại ngoài không gian.
Sử dụng dữ liệu từ ba thiết bị cảm biến trên MAVEN, nhóm nghiên cứu đã vẽ nên một bản đồ chi tiết về sự phân bố của khí argon, một loại khí hiếm, trơ, nặng và khó bị ảnh hưởng bởi các quá trình hóa học khác trong khí quyển.
Argon là một chỉ dấu hoàn hảo cho quá trình thoát khí, bởi sự hiện diện bất thường của nó ở độ cao nơi gió Mặt Trời tác động mạnh nhất chính là bằng chứng cho thấy các phân tử đã bị bắn ra ngoài theo đúng mô hình phun trào.
Nồng độ argon cao hơn nhiều so với mức mà lực hấp dẫn của Sao Hỏa có thể giữ lại một cách tự nhiên, điều đó khẳng định rằng bầu khí quyển đã và đang bị “thổi bay” khỏi hành tinh này.
Thậm chí, dữ liệu mới cho thấy tốc độ của hiện tượng phun trào còn nhanh gấp bốn lần so với dự đoán trước đây, một phát hiện gây bất ngờ lớn cho giới khoa học.
Những đợt bùng nổ này trở nên rõ rệt hơn trong các cơn bão Mặt Trời, cung cấp một manh mối quan trọng về mức độ dữ dội của quá trình xói mòn khí quyển trong thời kỳ đầu của Sao Hỏa, thời điểm hành tinh này không còn lá chắn từ trường để tự vệ trước các đợt tấn công từ không gian.
Đó chính là điểm mấu chốt: hàng tỷ năm trước, Sao Hỏa từng có từ trường bảo vệ giống như Trái Đất, nhưng rồi nó biến mất.
Khi đó, hành tinh này trở nên trơ trọi và dễ bị tổn thương, để rồi dần dần bị “tước vũ khí” trong cuộc chiến chống lại gió Mặt Trời.
Không có bầu khí quyển dày để giữ nhiệt và áp suất, nước lỏng trên bề mặt không còn điều kiện tồn tại, và các đại dương, sông hồ cổ xưa từng chảy qua Sao Hỏa cũng dần biến mất, để lại những dấu tích khô cạn và lạnh giá mà chúng ta thấy ngày nay.
“Những kết quả này giúp xác định vai trò trung tâm của hiện tượng phun trào trong quá trình mất đi bầu khí quyển của Sao Hỏa , từ đó ảnh hưởng đến sự tồn tại của nước trên bề mặt hành tinh”, Curry nhấn mạnh.
Tuy vậy, để xác định liệu đây có thực sự là yếu tố quyết định trong biến đổi khí hậu lâu dài trên Sao Hỏa hay không, giới nghiên cứu vẫn cần kết hợp nhiều phương pháp khác nhau, từ mô hình khí hậu, phân tích dữ liệu đồng vị, cho đến khảo cổ học khí quyển để nhìn lại hàng tỷ năm tiến hóa của hành tinh này.
Chỉ khi đó, chúng ta mới có thể trả lời dứt khoát liệu hiện tượng phun trào đã chỉ “cạo lớp bề mặt” khí quyển Sao Hỏa hay đã thực sự làm nó rỗng ruột.
Trong lúc chờ đợi những phân tích sâu hơn, sứ mệnh MAVEN, vốn đã hoạt động từ năm 2014 vẫn đang tiếp tục cung cấp các dữ liệu quý giá về cách các hành tinh mất bầu khí quyển và biến đổi khí hậu trong không gian.
Với việc lần đầu quan sát được trực tiếp hiện tượng phun trào, MAVEN đang mở ra một kỷ nguyên mới trong việc giải mã lịch sử cổ đại của hành tinh từng được cho là có thể sinh sống này.
Giữa hàng triệu dữ kiện từ không gian, một trong những câu hỏi lớn nhất của nhân loại – liệu Sao Hỏa từng có sự sống – đang dần được làm rõ, từng lớp, từng lớp một, từ những phát hiện như cú “bắn đại bác vô hình” của Mặt Trời hôm nay.
Đọc bài gốc tại đây.
