Là một thành viên thuộc nhóm cộng tác của Đại học Bắc Arizona (NAU) và Đại học Johns Hopkins, Ari Koeppel - ứng viên tiến sĩ của NAU - gần đây đã phát hiện ra sự từng có mặt của nước ở một khu vực của Sao Hỏa có tên là Arabia Terra.
Arabia Terra nằm ở khu vực phía bắc của Sao Hỏa. Được nhà thiên văn người Ý Giovanni Schiaparelli đặt tên vào năm 1879, vùng đất cổ đại này có diện tích lớn hơn lục địa Châu Âu một chút. Arabia Terra chứa các miệng, hõm chảo núi lửa, hẻm vực và các dải đá tuyệt đẹp làm gợi nhớ tới các lớp đá trầm tích ở Sa mạc Painted (Arizona) hoặc ở Vườn quốc gia Badlands (Nam Dakota).
Những lớp đá này và cách chúng hình thành là trọng điểm nghiên cứu của nhóm gồm Koeppel cùng giảng viên hướng dẫn của ông là phó giáo sư Christopher Edwards thuộc Khoa Thiên văn và Khoa học Hành tinh tại NAU, cùng với Andrew Annex, Kevin Lewis và Gabriel Carrillo - sinh viên của Đại học Johns Hopkins. Nghiên cứu của họ, với tựa đề “Một ghi nhận sơ bộ về sự thoáng xuất hiện của nước trên Sao Hỏa” do Chương trình Phân tích Dữ liệu Sao Hỏa của NASA tài trợ và gần đây đã được công bố trên tạp chí Geology (Địa chất học).
“Chúng tôi đặc biệt quan tâm tới việc sử dụng đá trên bề mặt Sao Hỏa để hiểu rõ hơn về môi trường từng có trong quá khứ ba tới bốn tỷ năm trước đây và xem liệu có thể có những điều kiện khí hậu thích hợp cho sự sống trên bề mặt này hay không”. Koeppel cho biết. “Chúng tôi quan tâm tới việc liệu đã từng có nguồn nước ổn định ở đây hay không, nguồn nước này có thể duy trì được trong bao lâu, bầu khí quyển sẽ trông ra sao và nhiệt độ trên bề mặt sẽ như thế nào.”
Để hiểu rõ hơn về những gì xảy ra dẫn tới sự hình thành các lớp đá, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu vào quán tính nhiệt - khả năng thay đổi nhiệt độ của một vật liệu. Cát, cùng với những hạt nhỏ và rời rạc, sẽ tăng và mất nhiệt nhanh chóng, trong khi một tảng đá rắn sẽ giữ nhiệt lâu sau trời tối. Bằng việc xem xét nhiệt độ bề mặt, các nhà khoa học có thể xác định các đặc tính vật lý của đá trong khu vực mà họ nghiên cứu. Họ có thể biết rằng một vật liệu có trở nên lỏng lẻo và bị bào mòn hay không khi mà nó trông không khác gì ở trạng thái rắn.
Edwards cho biết: “Chưa có ai từng thực hiện một nghiên cứu chuyên sâu về quán tính nhiệt của những trầm tích bao phủ một phần lớn bề mặt Sao Hỏa thực sự thú vị này.”
Để hoàn thành nghiên cứu, Koeppel đã sử dụng những thiết bị cảm biến viễn thám ở các vệ tinh trên quỹ đạo. “Cũng giống như các nhà địa chất trên Trái Đất, chúng tôi nghiên cứu các tảng đá nhằm cố gắng khám phá về môi trường từng có trong quá khứ”, Koeppel cho biết. “Trên Sao Hỏa, chúng tôi bị hạn chế hơn một chút. Chúng tôi không thể chỉ đi tới vết lộ đá và lấy mẫu mà chúng tôi khá phụ thuộc vào dữ liệu vệ tinh. Vì vậy, có một số ít vệ tinh được phóng vào quỹ đạo Sao Hỏa và mỗi vệ tinh lưu trữ một bộ sưu tập các thiết bị. Mỗi thiết bị đóng một vai trò riêng trong việc giúp chúng tôi mô tả các tảng đá trên bề mặt.”
Thông qua một loạt điều tra bằng việc sử dụng dữ liệu thu thập từ xa này, cùng với bằng chứng về sự xói mòn, tình trạng của các miệng núi lửa và những khoáng chất hiện có, các nhà khoa học đã nghiên cứu về quán tính nhiệt.
“Chúng tôi đã phát hiện thấy rằng những trầm tích này có độ kết dính kém hơn nhiều so với những gì mọi người nghĩ trước đây, điều này cho thấy khu vực này có thể chỉ có nước trong một khoảng thời gian ngắn”. Koeppel cho biết. “Một số người sẽ thấy kinh ngạc vì điều này do chúng tôi thường nghĩ rằng việc có nhiều nước hơn trong thời gian dài hơn nghĩa là có nhiều khả năng cho sự sống phát triển ở đó vào một thời điểm. Nhưng đối với chúng tôi, điều này thực sự rất thú vị vì nó đặt ra một loạt nghi vấn mới. Điều kiện nào có thể cho phép nước xuất hiện ở đó trong một khoảng thời gian ngắn? Liệu có thể nào đã có những sông băng tan chảy nhanh chóng với những trận lũ lớn bùng phát hay không? Có thể nào đã có một hệ thống nước ngầm tràn lên khỏi mặt đất chỉ trong một khoảng thời gian ngắn rồi lại rút xuống hay không?”
Koeppel đã bắt đầu sự nghiệp đại học của mình ở ngành kỹ thuật và vật lý nhưng sau đó chuyển sang nghiên cứu khoa học địa chất trong khi lấy bằng thạc sĩ tại trường The City College of New York. Ông chuyển tới NAU để làm việc cùng Edwards và gia nhập vào cộng đồng khoa học hành tinh lớn mạnh ở thành phố Flagstaff (Arizona).
“Tôi hứng thú với khoa học hành tinh vì tôi háo hức muốn khám phá những thế giới bên ngoài Trái Đất. Vũ trụ rộng lớn một cách đáng kinh ngạc, ngay cả Sao Hỏa cũng chỉ mới là sự bắt đầu,” Koeppel cho biết. “Nhưng chúng tôi đã và đang nghiên cứu Sao Hỏa được vài thập kỷ nay và tại thời điểm này, chúng tôi có một lượng dữ liệu khổng lồ. Chúng tôi đang bắt đầu nghiên cứu nó ở các cấp độ có thể so sánh với những cách mà chúng tôi có thể nghiên cứu Trái Đất, và đó là thời điểm thực sự thú vị cho lĩnh vực khoa học Sao Hỏa.”
Hồng Anh
Theo Science Daily
