Có khả năng các rãnh trên Sao Hỏa không được hình thành do dòng nước chảy

Các nhà khoa học sử dụng thuật ngữ “ khe rãnh” cho những điểm đặc biệt trên sao Hỏa mà có 3 đặc tính về hình dạng như sau: có một hốc thụt vào ở phía trên, một kênh, và ở dưới đáy là phần nền có vật chất lắng đọng. Các khe này khác biệt với một điểm nổi bật khác trên sao Hỏa là các vệt được gọi là các đường sọc dốc tái lặp – “recurring slope lineae” hoặc viết tắt là RSL, RSL được phân biệt với khe rãnh bởi màu tối theo mùa và mờ dần, chứ không phải là các đặc điểm về cách bề mặt được định hình. Tại các khu vực RSL đã được xác định là có nước tồn tại dưới các dạng muối ngậm nước. Nghiên cứu mới này chỉ tập trung vào các khe rãnh và quá trình hình thành của chúng bằng cách bổ sung thêm các thông tin cấu tạo cho các hình ảnh đã thu được trước đó.

Các nhà nghiên cứu từ Phòng Thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins (APL) ở Laurel, Maryland, đã kiểm tra dữ liệu có độ phân giải cao về cấu tạo của hơn 100 khu vực khe rãnh trên khắp sao Hỏa. Các dữ liệu này được thu thập bởi máy quang phổ CRISM, sau đó đã tương quan với các hình ảnh từ các máy quay có độ phân giải cao sử dụng cho thí nghiệm khoa học (HiRISE) và Context Camera (CTX) trên cùng tàu vũ trụ đó.

Những phát hiện này cho thấy chưa có bằng chứng về khoáng của nước ở dạng lỏng hoặc các sản phẩm của nước tràn đầy ở các khu vực đó, vì thế, nó hướng tới các cơ chế hình thành khác chứ không phải là dòng chảy của nước – chẳng hạn như băng tan của CO2 dạng sương giá – mới là động lực chính của sự hình thành rãnh này.

Các khe rãnh là một đặc điểm phổ biến rộng rãi trên bề mặt sao hỏa, chủ yếu xảy ra ở giữa vĩ độ 30 và 50 ở cả hai bán cầu bắc và nam, thông thường ở trên các dốc đối mặt về phía các cực. Trên Trái Đất, những rãnh tương tự được hình thành bởi dòng nước dạng lỏng; tuy nhiên, trong điều kiện hiện nay, nước ở dạng lỏng chỉ tồn tại nhất thời trên bề mặt sao Hỏa, và chỉ có thể xảy ra một lượng nhỏ như nước muối ở các vệt RSL.Việc không có đủ nước để tạo nên các rãnh này đã dẫn đến kết quả là một loạt các lý thuyết khác nhau về sự tạo thành các rãnh này, bao gồm các cơ chế khác nhau liên quan đến sự bay hơi của nước và CO2 ở dạng sương giá.

Các rãnh trên sao Hỏa trong ảnh được chụp từ trên cao bởi HiRISE giống với những rãnh được hình thành do dòng nước làm xói mòn. Cả 2 ảnh đều do HiRISE chụp lại, nhưng ảnh phía dưới có sử dụng bản đồ khoáng phủ CRISM.

Khu vực được chụp trong bức ảnh này có diện tích kéo dài khoảng 3km. Màu xanh sáng tương ứng với bề mặt có thành phần là chất khoáng mafic chưa bị biến đổi, có nguồn gốc từ núi lửa. (Các khoáng chất mafic là các khoáng silicat, macma, đá lửa do núi lửa phụ trào hoặc xâm nhập, thuật ngữ này được tạo thành từ việc tổ hợp viết tắt của Magiê (ma) và Sắt (ferro - f). Chất khoáng mafic từ các miệng núi lửa bị xói mòn và chảy dọc theo các khe rãnh xuống dưới dốc.

Nhóm nghiên cứu HiRSE và những người khác đã cho thấy có các hoạt động theo mùa ở các rãnh – chủ yếu ở nam bán cầu – trong vài năm qua, và họ nghi ngờ CO2 sương giá là cơ chế chính gây ra điều này. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác thì thiên về hướng nước ở dạng lỏng là cơ chế chính. Trưởng nhóm nghiên cứu - Jorge Núñez đến từ APL cho biết “những thứ mà HiRISE và các máy tạo hình khác không thể xác định được là cấu tạo của vật chất trong các rãnh, vì chúng chỉ là các máy ảnh quang học. Để mang lại một phần quan trọng khác nhằm giúp giải quyết câu đố này, chúng tôi đã sử dụng CRISM – một máy quang phổ hình ảnh, để xem xét các loại khoáng chất có ở các rãnh và xem liệu chúng có thể làm sáng tỏ về cơ chế chính chịu trách nhiệm cho việc hình thành nên các rãnh này”.

Núñez và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng một sản phẩm dữ liệu CRISM mới gọi là Map-projected Targeted Reduced Data Records. Nó cho phép họ thực hiện các phân tích dễ dàng hơn và sau đó tương quan kết quả với các hình ảnh HiRISE.

Núñez cho biết “Trên Trái đất và trên sao Hỏa, chúng ta biết đến sự tồn tại của silicat dạng lớp – đất sét – hoặc các khoáng chất ngậm nước khác cho thấy nước ở dạng lỏng. Trong nghiên cứu của chúng tôi, không tìm thấy bằng chứng nào về đất sét hoặc các khoáng chất ngậm nước khác ở hầu hết các rãnh đã nghiên cứu, và khi chúng tôi nhìn thấy chúng, chúng là những mảnh vỡ bị xói mòn từ đá cổ xưa, bị bóc ra và trượt dọc xuống các dốc, chứ không phải là những thay đổi mới đây trong dòng nước chảy. Những rãnh này đang bào mòn thành các bề mặt địa hình và phơi bày ra các lớp đất sét có khả năng đã được hình thành từ hàng tỷ năm trước, khi nước ổn định ở dạng lỏng trên bề mặt sao Hỏa.”

Các nhà nghiên cứu khác đã tạo ra những mô hình trên máy tính cho thấy, cách thăng hoa của CO2 sương giá theo mùa có thể tạo ra những rãnh tương tự như đã quan sát thấy trên sao Hỏa, và cách mà chúng hình thành có thể bắt chước các loại rãnh hình thành do dòng nước. Nghiên cứu mới đã hỗ trợ bổ sung cho những mô hình này.

APL xây dựng và hoạt động CRISM, một trong sáu công cụ mà nhờ vào nó, Tàu quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa đã khám phá sao Hỏa từ năm 2006, Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực – Jet Propulsion Laboratory – của NASA nằm ở Pasadena, California. là một trung tâm được quản lý thông qua Đại học Công nghệ California, có nhiệm vụ quản lý các dự án thuộc Ban Nhiệm vụ Khoa học của NASA. Hệ thống không gian Lockheed Martin của Denver xây dựng tàu quỹ đạo và hỗ trợ cho các hoạt động của nó.

Anh Thư (Tổng hợp)