Toàn bộ đại dương của sao Hỏa đang bị 'nhốt' trong lớp vỏ hành tinh

Người ta thường nhắc tới cụm từ "sao Hỏa chết" tuy nhiên hàng tỷ năm trước đây, hành tinh khô xương này giống như một Trái đất trẻ với bầu khí quyển tươi tốt và nước trên bề mặt. Trong một quãng thời gian dài, các nhà khoa học cho rằng nước trên sao Hỏa có thể đã thoát ra ngoài khí quyển và không gian do lực hấp dẫn yếu của hành tinh.

Mặc dù vậy, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tìm thấy 30% đến 99% lượng nước trước đây chưa từng thoát ra ngoài, chúng có thể đang ẩn nấp ngay phía dưới bề mặt.

Theo Eva Scheller, tác giả chính của nghiên cứu và là Tiến sĩ tại Viện Công nghệ California (Caltech), lý thuyết được chấp nhận trước đây đơn giản là không tính đến lượng nước mà sao Hỏa đã mất đi. Khoảng bốn tỷ năm trước, một sao Hỏa trẻ được cho là đã từng có đủ nước để bao phủ toàn bộ hành tinh với một đại dương sâu 330 đến 4.920ft (100 đến 1.500m).

So với Trái đất, đây là khoảng một nửa thể tích của Đại Tây Dương, mặc dù điều đáng nói là Hành tinh Đỏ có kích thước bằng một nửa Trái đất. Một phần nước đó có thể đã thực sự thoát vào bầu khí quyển nhưng đó không phải là lý do của việc  tại sao sao Hỏa ngày nay lại khô như hiện nay.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science số mới nhất. Các tác giả đã trình bày phát hiện của họ tại Hội nghị Khoa học Hành tinh và Mặt trăng (LPSC) lần thứ 52, được tổ chức trực tuyến vì đại dịch coronavirus. Nhóm Caltech / NASA đã nghiên cứu cách nước tồn tại trên sao Hỏa ở nhiều dạng khác nhau - hơi, lỏng và băng - theo thời gian.

Các nhà nghiên cứu cũng xem xét thành phần hóa học của lớp vỏ hành tinh, xem xét tỷ lệ deuterium so với hydro. Deuterium hay hydro nặng là một đồng vị nặng hơn của hydro chứa một proton và một neutron ở lõi của nó, không giống như hydro thông thường chỉ có một proton.

Công thức hóa học của nước là H₂O - hai hydro và một nguyên tử oxy, trong hỗn hợp đó, khoảng 0,02% nguyên tử hydro là đồng vị đoteri. Vì hydro thông thường nhẹ hơn, nên việc thoát khỏi vòng vây của lực hấp dẫn trên sao Hỏa dễ dàng hơn nhiều. Nếu nước trên sao Hỏa thoát vào không gian qua bầu khí quyển, các nhà nghiên cứu  kỳ vọng sẽ tìm ra một tỷ lệ cụ thể giữa hydro và đoteri.

Thay vào đó, phát hiện của họ cho thấy nước của hành tinh đã bị mất đi do thoát vào khí quyển cũng như bị nhốt trong lớp vỏ. Trên Trái đất, nước thấm vào lớp vỏ tạo thành khoáng chất. Các khoáng chất bị tan chảy và nước hoạt động trở lại bầu khí quyển thông qua kiến tạo mảng và núi lửa. Tuy nhiên, sao Hỏa không có bất kỳ mảng kiến tạo nào nên khi hành tinh này khô đi, quá trình khô này là vĩnh viễn.

Michael Meyer, nhà khoa học dẫn dắt Chương trình Thám hiểm Sao Hỏa của NASA, cho biết: "Các vật liệu ngậm nước trên hành tinh của chúng ta đang được tái chế liên tục thông qua kiến tạo mảng. Thông qua các phép đo từ Vũ trụ, chúng tôi biết được sao Hỏa không tái chế và do đó nước hiện bị nhốt trong lớp vỏ hoặc bị mất vào không gian." Bà Scheller nói thêm: "Tất cả lượng nước này đã được cô lập từ khá sớm, và sau đó không bao giờ chảy ngược trở lại."