Europa là một ứng viên tiềm năng về sự sống trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, và đại dương nước mặn nằm sâu dưới bề mặt của nó đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ. Nhưng Europa được bao phủ bởi một lớp băng có thể dày từ hàng dặm tới hàng chục dặm, điều này khiến cho việc lấy mẫu gặp khó khăn. Giờ đây, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy lớp vỏ băng này ít gây cản trở hơn mà trông giống một hệ thống vận động hơn và là nơi sự sống có khả năng phát triển theo đúng nghĩa của nó.
Các quan sát bằng phương pháp radar xuyên băng (một phương pháp dùng sóng điện từ tần số cao để thu thập thông tin dưới lớp băng) ghi lại sự hình thành đặc trưng “đỉnh kép” ở Greenland cho thấy lớp vỏ băng của Europa có thể chứa rất nhiều túi nước bên dưới tương tự như các đặc điểm trên bề mặt tảng băng ở Greenland. Những phát hiện được công bố trên Nature Communications (một loại tạp chí khoa học đa ngành bình duyệt) vào ngày 19 tháng 4 này có thể thúc đẩy việc tìm thấy các môi trường có thể sinh sống được trên bề mặt vệ tinh Europa của Sao Mộc.
“Vì lớp băng này ở gần bề mặt, nơi bạn thu được các hóa chất thú vị từ không gian, các vệ tinh khác và các núi lửa trên vệ tinh Io, nên khả năng sự sống sẽ phát triển nếu có các túi nước ở trong lớp băng này”, Dustin Schroeder - tác giả chính của nghiên cứu cũng là giáo sư ngành địa vật lý thuộc khoa Khoa học Trái Đất, Năng lượng và Môi trường của Đại học Stanford cho biết. “Nếu cơ chế hình thành các đỉnh kép mà chúng ta thấy ở Greenland cũng xảy ra trên Europa thì điều đó cho thấy nước có mặt ở khắp mọi nơi”.
Một mẫu tương tự trên Trái Đất
Trên Trái Đất, các nhà nghiên cứu sử dụng các công cụ địa vật lý ở trên không phân tích các vùng địa cực để tìm hiểu xem liệu sự phát triển và suy thoái của các tảng băng có thể tác động tới việc mực nước biển dâng như thế nào. Phần lớn những khu vực nghiên cứu đó nằm trên đất liền, nơi dòng chảy của các tảng băng phải chịu tác động của các yếu tố thủy văn phức tạp - chẳng hạn như các hồ hình thành dưới băng, các vùng băng tan chảy trên bề mặt và các hệ thống thoát nước theo mùa – những điều này góp phần khiến cho việc dự đoán mực nước biển tương đối không chính xác.
Vì lớp đất sát mặt đất trông rất khác với đại dương nước lỏng dưới bề mặt của Europa nên trong một buổi báo cáo về Europa tại phòng thí nghiệm, các đồng tác giả của nghiên cứu này đã rất ngạc nhiên khi mà họ thấy rằng các vệt hình thành trên vệ tinh băng giá này trông cực kỳ giống với một đặc điểm nhỏ trên bề mặt của tảng băng mà nhóm đã nghiên cứu chi tiết ở Greenland.
Schroeder cho biết: “Chúng tôi đang nghiên cứu một thứ hoàn toàn khác liên quan tới việc biến đổi khí hậu và tác động của nó lên bề mặt tảng băng ở Greenland khi chúng tôi nhìn thấy những đỉnh kép siêu nhỏ này và quá trình chúng chuyển đổi từ trạng thái “chưa hình thành” sang “hình thành””.
Khi nghiên cứu kỹ hơn, các nhà nghiên cứu thấy rằng đỉnh có hình dạng chữ “M” hay còn gọi là đỉnh kép ở Greenland có thể là phiên bản thu nhỏ của đặc điểm nổi bật nhất trên vệ tinh Europa.
Nổi bật và phổ biến
Các đỉnh núi kép trên Europa có hình dạng giống như những vết cắt khổng lồ phủ khắp bề mặt băng giá của vệ tinh này với độ cao lên tới gần 1000 feet (304,8m), và được ngăn cách bởi các thung lũng rộng khoảng nửa dặm (800m). Các nhà khoa học đã biết về các đặc điểm này kể từ khi tàu không gian Galileo (con tàu tự động của NASA có sứ mệnh thăm dò Sao Mộc và các vệ tinh của nó) chụp ảnh bề mặt vệ tinh này vào những năm 1990 nhưng tới nay vẫn chưa thể có lời giải thích chính xác về cách mà những đỉnh kép này được hình thành.
Nhờ các phân tích về dữ liệu độ cao bề mặt và radar xuyên băng được Operation IceBridge (máy bay có nhiệm vụ thăm dò băng ở cực của Trái Đất) của NASA thu thập từ 2015 tới 2017, các nhà nghiên cứu đã cho thấy cách mà các đỉnh kép ở phía tây bắc Greenland được hình thành khi lớp băng bị nứt vỡ xung quanh một túi nước lỏng có áp suất tăng đang dần đông cứng lại bên trong tảng băng này, khiến hai đỉnh nhô lên thành hình dạng khác biệt.
“Ở Greenland, đỉnh núi kép này đã hình thành ở một nơi mà nước từ các hồ và suối trên bề mặt thường xuyên chảy vào lớp gần mặt đất và tái đóng băng”, Riley Culberg - nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện tại đại học Stanford (California) cũng là tác giả chính của nghiên cứu này cho biết. “Có một cách mà các túi nước nông tương tự có thể hình thành trên Europa là do nước từ đại dương dưới bề mặt của vệ tinh này dâng vào lớp băng thông qua các vết nứt - và điều đó cho thấy có thể có một lượng trao đổi hợp lý xảy ra bên trong lớp vỏ băng”.
Sự phức tạp của quả bóng tuyết
Thay vì hoạt động như một khối băng trơ thì lớp vỏ của Europa dường như trải qua nhiều quá trình địa chất và thủy văn - một ý tưởng mà nghiên cứu này và các nghiên cứu khác ủng hộ, bao gồm cả bằng chứng về các tia nước phun ra từ bề mặt. Lớp vỏ băng hoạt động này sẽ giúp cho sự sống hình thành vì nó tạo điều kiện cho sự trao đổi giữa đại dương dưới bề mặt và các chất dinh dưỡng từ các thiên thể lân cận tích tụ trên bề mặt.
“Con người đã nghiên cứu những đỉnh núi kép này trong hơn 20 năm nay, nhưng đây là lần đầu tiên chúng tôi thực sự có thể quan sát một thứ tương tự trên Trái Đất và thấy được thiên nhiên phát huy tác dụng của nó”, đồng tác giả nghiên cứu Gregor Steinbrügge - một nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL), người đã bắt đầu làm việc trong dự án này với tư cách là một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại đại học Stanford cho biết. “Chúng tôi đang thực hiện một bước tiến lớn hơn trong việc tìm hiểu liệu những quá trình nào thực sự ảnh hưởng tới tính vật lý và động lực của lớp vỏ băng Europa”.
Các đồng tác giả của nghiên cứu này cho biết lời giải thích về cách hình thành những đỉnh kép rất phức tạp nên họ không thể hình dung được nếu không có một mẫu khác tương tự trên Trái Đất.
Schroeder cho biết: “Cơ chế hình thành đỉnh kép mà chúng tôi đưa ra trong bài báo này gần như quá mạo hiểm và phức tạp nếu không thấy điều đó xảy ra ở Greenland.”
Phát hiện này giúp các nhà nghiên cứu trang bị chữ ký radar (còn gọi là mặt cắt ngang của radar - thước đo mức độ có thể phát hiện của một đối tượng bằng radar) để nhanh chóng phát hiện quá trình hình thành đỉnh kép bằng việc sử dụng phương pháp radar xuyên băng, một trong những công cụ hiện đang được lên kế hoạch để khám phá vệ tinh Europa từ không gian.
“Chúng tôi đưa ra một giả thuyết khác ngoài nhiều giả thuyết đã có - điều có lợi ở đây là giả thuyết của chúng tôi được ủng hộ bởi một số quan sát về sự hình thành của một đặc điểm tương tự xảy ra trên Trái Đất”, Culberg cho biết. “Điều này mở ra tất cả những khả năng mới cho một khám phá rất thú vị”.
Hồng Anh
Theo phys.org
