Một hòn đá màu nâu trông không có gì nổi bật có thể là một trong những vật thể quý giá nhất trên Trái Đất. Hòn đá hiếm này, có tên Teghaza 001, là một mảnh của Sao Hỏa cổ đại và mang lại cho các nhà khoa học địa chất cơ hội vô giá để nghiên cứu vật chất lâu đời nhất của hành tinh này.
Hiện nay, hàng loạt nghiên cứu gần đây dựa trên bằng chứng từ hòn đá không gian này đang giúp các nhà khoa học hiểu thêm về lịch sử khả năng sống được của Hành tinh Đỏ.
Các nhà khoa học cho rằng Trái Đất và Sao Hỏa đã tụ lại thành các hành tinh vào khoảng 4,5 tỷ năm trước từ đĩa tiền hành tinh gồm khí và bụi bao quanh Mặt Trời trẻ của chúng ta. Kể từ đó, hai thiên thể anh em này đã trao đổi không ít đá với nhau trong hàng triệu thiên niên kỷ tiếp theo. Các vụ va chạm của thiên thạch thể thường xuyên khoét vào lớp vỏ Sao Hỏa và đã khiến hàng trăm mảnh của Sao Hỏa lao về phía Trái Đất - như một dịch vụ miễn phí của vũ trụ để đưa mẫu vật từ Sao Hỏa tới cho chúng ta.
Hai mẫu vật đặc biệt nổi tiếng gồm thiên thạch Allan Hills 84001, chứa các phân tử hữu cơ 4 tỷ năm tuổi đầy hấp dẫn; và NWA 7034, một thiên thạch có các thành phần 4,4 tỷ năm tuổi cùng những dấu vết nhỏ của nước cổ đại.
Tuy nhiên, những thiên thạch Sao Hỏa này còn hạn chế ở một vài khía cạnh. Mẫu thứ nhất thiếu sự đa dạng về khoáng vật, còn mẫu thứ hai dường như là một dạng khảm thiên thạch đã đông đặc từ những thành phần riêng lẻ cổ hơn nhiều, vì vậy không mẫu nào đại diện trung thực cho một phần lớp vỏ lâu đời nhất của Sao Hỏa.
Tuy nhiên, Teghaza 001 có thể giúp lấp đầy khoảng trống kiến thức đó.
Lịch sử Sao Hỏa ngay trong tay chúng ta
Thiên thạch Teghaza 001 gồm 28 ounce (800 gram) vật chất Sao Hỏa, được chia thành tám mảnh thu hồi vào năm 2022 gần khu vực khảo cổ Taghaza ở Mali. Nó thuộc sở hữu của Maine Mineral and Gem Museum.
Trong một bản thảo được đăng tải ngày 14 tháng 4, chưa qua bình duyệt, các nhà nghiên cứu đã đo tốc độ của nhiều loại phân rã phóng xạ trong các khoáng vật khác nhau, bao gồm những tinh thể nhỏ gọi là zircon nằm bên trong Teghaza 001, và nhận thấy nhiều phép đo đều thống nhất về niên đại ít nhất 4,1 tỷ năm. Điều này có thể khiến hòn đá không gian trở thành mảnh Sao Hỏa lâu đời nhất từng được biết đến.
Hòn đá không gian này giàu silica, cho thấy Sao Hỏa có thể từng tạo ra phiên bản granite của riêng mình, loại đá mà trên Trái Đất đòi hỏi các lực liên quan tới kiến tạo mảng. Granite phải nóng chảy trong những điều kiện cực nóng và áp suất cao dưới lòng đất, sau đó nguội chậm, trở nên nhẹ hơn và cuối cùng dâng lên qua lớp đất đá để hình thành phần lõi của các lục địa và phần trung tâm của các dãy núi.
Nhưng Sao Hỏa không có các mảng kiến tạo, và bề mặt của nó dường như được cấu tạo từ basalt, loại đá núi lửa sẫm màu, nặng hình thành từ dung nham nguội nhanh - cũng chính là loại đá tạo nên quần đảo Hawaii.
Kiến tạo mảng có thực sự cần thiết?
Trong một bài báo được công bố ngày 26 tháng 6 trên tạp chí Nature Astronomy, các nhà nghiên cứu tiết lộ bằng chứng cho thấy Sao Hỏa có thể từng có khả năng thúc đẩy những quá trình địa chất mà trên Trái Đất được chi phối bởi kiến tạo mảng.
Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu địa chấn từ tàu đổ bộ InSight của NASA để mô hình hóa phần bên trong Sao Hỏa và tìm thấy bằng chứng cho thấy hành tinh này từng chứa những mạng lưới magma khổng lồ liên kết với nhau, có thể kéo dài hàng nghìn dặm bên dưới bán cầu bắc.
"Một trong những câu hỏi lớn của khoa học hành tinh là liệu Trái Đất có phải là duy nhất hay không," đồng tác giả nghiên cứu Jon Wade, phó giáo sư về vật liệu hành tinh tại Oxford University, cho biết trong một tuyên bố.
"Nếu Sao Hỏa có thể phát triển kiểu lớp vỏ phức tạp này mà không cần kiến tạo mảng, thì có lẽ những điều kiện cần thiết cho khả năng sống được có thể xuất hiện trên nhiều hành tinh hơn chúng ta từng nhận ra, bao gồm cả những hành tinh trước đây bị loại trừ dựa trên kích thước hoặc sự thiếu vắng hoạt động kiến tạo biểu kiến của chúng," Wade nói thêm.
Do đó, những quá trình như vậy có thể đã giúp Sao Hỏa thời kỳ đầu phát triển khí quyển, những vùng nước rộng lớn và các điều kiện có khả năng sống được - một kịch bản có thể đang diễn ra ở những nơi khác trong vũ trụ.
Hệ Mặt Trời ban tặng, và Hệ Mặt Trời cũng lấy đi
Mặc dù điều này nghe có vẻ đáng khích lệ đối với khả năng xuất hiện sự sống trên Sao Hỏa, Teghaza 001 cũng cung cấp bằng chứng cho thấy Sao Hỏa đã bắt đầu mất nước từ sớm trong lịch sử của nó.
Hình minh họa cho thấy một đại dương nguyên thủy tiềm năng trên Sao Hỏa có thể trông như thế nào. (Nguồn ảnh: NASA/GSFC)
Trong một bài báo riêng được công bố ngày 10 tháng 6 trên tạp chí Science Advances, các nhà nghiên cứu đã tái dựng quá trình tiến hóa thủy văn của Sao Hỏa bằng cách lần theo hydrogen, một thành phần chính của nước, thông qua phân tích hóa học một mảnh Teghaza 001 và so sánh nó với hai thiên thạch Sao Hỏa trẻ hơn.
Để tìm hiểu thời điểm nước của Sao Hỏa bắt đầu thoát ra không gian, các nhà nghiên cứu xem xét tỷ lệ hydrogen so với deuterium trong các thiên thạch. Deuterium là một dạng hydrogen nặng hơn, chứa thêm một neutron bên cạnh một proton và một electron cấu tạo nên nguyên tử hydrogen thông thường.
Do hydrogen nhẹ hơn nên nó dễ thoát ra không gian hơn, để lại hàm lượng deuterium cao hơn. Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu rằng kết quả "cho thấy Sao Hỏa đã mất một phần đáng kể khí quyển sơ khai của nó vào không gian trong vòng vài trăm triệu năm sau khi đại dương magma đông đặc."
Điều quan trọng là kết quả này cho thấy Sao Hỏa đã nhanh chóng mất hydrogen vào không gian từ 4,1 tỷ năm trước.
Mặc dù Teghaza mở ra một cửa sổ hiếm hoi để nhìn vào những thời kỳ sớm nhất của Sao Hỏa, các nhà khoa học nhấn mạnh rằng cần thêm nhiều mẫu vật để thực sự hiểu được lịch sử hành tinh này. James Day, giáo sư khoa học địa chất tại Scripps Institution of Oceanography thuộc University of California San Diego, người không tham gia nghiên cứu này, lưu ý rằng phát hiện trên được rút ra từ một bằng chứng nhỏ và hiếm. "Tôi muốn lưu ý rằng tất cả những lập luận này đều dựa trên một hòn đá nhỏ duy nhất," ông nói với Live Science qua email.
R.T
Theo Livescience
