Lần đầu tiên trong lịch sử, tàu vũ trụ của NASA lập bản đồ những gì ẩn dưới bề mặt sao Hỏa

Hình 1: Minh họa cấu trúc bên trong Sao Hỏa. Ảnh: Cnet.

Hơn 400 năm trước, khi Galileo quan sát hành tinh Sao Hỏa bằng kính viễn vọng, nó chỉ giống như một quả cầu trống, treo lơ lửng trong bóng tối vô tận. Trải qua bốn thế kỷ kể từ đó, các nhà khoa học đã cố gắng nghiên cứu và tìm hiểu thêm những thông tin liên quan tới hành tinh này.

Nối tiếp những nghiên cứu của Galileo, không lâu sau đó, nhà thiên văn học người Hà Lan Christiaan Huygens đã nghiên cứu và khám phá sâu hơn về sao Hỏa.

Khi quan sát hành tinh này vào năm 1659, Huygens đã phác thảo về này tinh này với một vùng lớn, tối trên mặt của nó, lấp lánh trong một đường viền hình trái tim. Đó là lần đầu tiên con người quan sát thấy các đặc điểm bề mặt của một hành tinh khác.

Sau phát hiện quan trọng của Huygens, vào tháng 11/2018, NASA đã hạ cánh tàu đổ bộ InSight trên bề mặt sao Hỏa. Đây là lần thứ tám cơ quan vũ trụ đặt robot thám hiểm trên hành tinh đỏ.

Robot thám hiểm có nhiệm vụ thu thập cơ sở dữ liệu về đại chấn và các hiện tượng khác đang diễn ra dưới bề mặt hành tinh đỏ. Mới đây, thời gian hoạt động của robot này đã được mở rộng đến năm 2022.

Trong một loạt ba nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, một nhóm các nhà nghiên cứu toàn cầu đã mô tả bên trong sao Hỏa bằng cách sử dụng dữ liệu thu được từ máy đo địa chấn của InSight, một công cụ phản ứng với rung động và tiếng ồn dưới bề mặt sao Hỏa.

Qua phân tích một loạt các báo cáo được InSight thu nhập từ năm 2019, các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã có thể tiết lộ hoạt động bên trong của một hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta - Đây là một bước đột phá cho khoa học địa lý vũ trụ. 

Hình ảnh của tàu Lander InGight, được chụp trên bề mặt sao hỏa. Ảnh: Nasa/jpl - caltech

Cụ thể, vào năm 2019, máy đo địa chấn của InSight, được gọi là SEIS đã phát hiện những hoạt động địa chấn đầu tiên của hành tinh này giống như bản vẽ dự kiến ​​đầu tiên của Huygens. Nó tiết lộ sao Hỏa có nhiều hoạt động địa chấn hơn mặt trăng, nhưng không hoạt động mạnh như Trái đất.

Dựa trên những hoạt động địa chấn được InSight ghi lại là cách các nhà nghiên cứu tìm hiểu bên trong của sao Hỏa. Các sóng địa chấn di chuyển bên trong hình tinh đỏ bị thay đổi bởi các vật liệu chúng tiếp xúc - cho phép InSight vẽ một bức tranh về những gì đang xảy ra trong hành tinh này. 

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng hoạt động địa chấn của hành tinh đỏ rất phổ biến, nhưng chúng không mạnh lắm. Một số ít trong hoạt động đó có cường độ 3

Lớp vỏ và kích thước đáng kinh ngạc của hành tinh đỏ 

Một trong những nghiên cứu được điều hành bởi Brigitte Knapmeyer-Endrun, nhà địa vật lý tại Đại học Cologne, đã sử dụng dữ liệu để nghiên cứu lớp vỏ của hành tinh cho thấy, tầng trên của lớp vỏ, bao gồm đá bazan được hình thành từ dòng dung nham cổ đại, có độ dày khoảng 10km. Nhưng dữ liệu của InSight thu được tiết lộ rằng một lớp khác, có kích thước xấp xỉ gấp đôi kích thước đó, nằm ngay bên dưới nó. Có thể nói đây là nơi "lớp phủ" bắt đầu - điều này sẽ làm cho lớp vỏ của sao Hỏa "mỏng một cách đáng kinh ngạc". Knapmeyer-Endrun cho biết thêm. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có thể có một lớp thứ ba trong lớp vỏ, có độ dày khoảng 40 km. Sau đó là lõi sao Hỏa, tạo ra một số bất ngờ của riêng nó.

Như được minh họa trong hình 1, sao hỏa có thể gửi rung động xuống tận lõi của nó, nơi chúng bật ra và dội ngược về phía SEIS. Những tín hiệu này, như được mô tả trong một nghiên cứu do Simon Stähler, một nhà địa vật lý tại ETH Zurich ở Thụy Sĩ, tương đối mờ nhạt nhưng đã giúp ước tính lõi hành tinh đỏ lớn khoảng 1,6 triệu km, con số này lớn hơn so với một số nghiên cứu đã chỉ ra. Theo một bài báo đăng trên Science cho biết rằng lõi sắt-niken ít đặc hơn so với dự đoán trước đây, nhưng ở trạng thái lỏng như các nghiên cứu khác đã lập luận.

Vấn đề về nhiệt tỏa ra từ lõi sao Hỏa

Sự trở lại của địa chấn đối với sao Hỏa được nhà địa vật lý Yosio Nakamura của Đại học Texas mô tả là "một bình minh mới" trong một bài bình luận của Nature Geoscience vào năm 2020.

Khả năng phát hiện sóng địa chấn giúp đặt ra một số hạn chế cơ bản về cách hành tinh có thể tiến hóa theo thời gian và theo Benedix, "cho chúng ta biết rất nhiều về sự tiến hóa nhiệt của hành tinh đó."

Nhiệt tỏa ra từ lõi của một hành tinh trong quá trình hình thành và tiến hóa ban đầu và bằng cách hiểu thành phần của lõi, các nhà nghiên cứu có thể đưa ra giả thuyết về cách sao Hỏa có thể đã nguội theo thời gian. 

Kết hợp dữ liệu này với các dữ liệu khác, thu được từ tàu vũ trụ quay quanh và tàu bay của NASA và Trung Quốc, không chỉ giúp chúng ta hiểu được sao Hỏa - ​​nó còn tiết lộ cách các hành tinh hình thành, thay đổi và phát triển trên khắp hệ mặt trời và cả khả năng bên ngoài nó.

InSight cũng cố gắng đo lường nhiệt độ dưới bề mặt hành tinh đỏ bằng cách sử dụng một robot "đào hang". Nhưng khi robot này cố gắng đào xuyên vào lòng sao Hoả, nó đã bị mắc kẹt.

Các nỗ lực của các kỹ sư NASA để giải phóng robot đã không có kết quả. Tuy nhiên, nhiệm vụ của InSight vẫn chưa kết thúc - nó sẽ tiếp tục quan sát và ghi lại những dữ liệu của sao Hỏa cho tới năm 2022. Việc các quan sát lặp đi lặp lại sẽ cho phép các nhà khoa học trau dồi thêm hiểu biết của họ về bên trong của Sao Hỏa.

Theo Tạp chí Điện tử / cnet