Các nhà khoa học lần đầu tiên quan sát sự hình thành Medusae Fossae (MFF) vào những năm 1960, nhờ những nỗ lực của Mariner tàu vũ trụ. Khối đá trầm tích mềm, khổng lồ này kéo dài khoảng 1.000 km (621 mi) dọc theo đường xích đạo và bao gồm những ngọn đồi nhấp nhô, mesas đột ngột và những rặng núi tò mò (hay còn gọi là yardang) dường như là kết quả của sự xói mòn gió. Hơn nữa, một cú va chạm bất thường trên đỉnh của đội hình này cũng đã nảy sinh một lý thuyết âm mưu về UFO.
Không cần phải nói, sự hình thành đã là một nguồn gây tò mò khoa học, với nhiều nhà địa chất cố gắng giải thích làm thế nào nó có thể hình thành. Theo một nghiên cứu mới từ Đại học Johns Hopkins, khu vực này là kết quả của hoạt động núi lửa diễn ra trên Hành tinh Đỏ hơn 3 tỷ năm trước. Những phát hiện này có thể có ý nghĩa quyết liệt đối với các nhà khoa học về sự hiểu biết về nội thất của Mars Mars và thậm chí tiềm năng trong quá khứ của nó đối với khả năng sinh sống.
Nghiên cứu - gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí nghiên cứu địa vật lý: Các hành tinh dưới tựa đề Mật độ của sự hình thành Medusae Fossae: Ý nghĩa đối với thành phần, nguồn gốc và tầm quan trọng của nó trong lịch sử sao Hỏa - được thực hiện bởi Lujendra Ojha và Kevin Lewis, một học giả Blaustein và một giáo sư trợ lý trong khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh tại Đại học Johns Hopkins, tương ứng.
Công việc trước đây của Ojha, bao gồm việc tìm kiếm bằng chứng cho thấy nước trên sao Hỏa xảy ra trong dòng nước muối theo mùa trên bề mặt, được phát hiện vào năm 2010 khi còn là sinh viên đại học. Trong khi đó, Lewis đã dành phần lớn sự quan tâm học thuật của mình cho nghiên cứu chuyên sâu về bản chất của đá trầm tích trên sao Hỏa nhằm xác định những gì hồ sơ địa chất này có thể cho chúng ta biết về hành tinh này qua khí hậu và môi trường sống.
Như Ojha đã giải thích, nghiên cứu về sự hình thành Medusa Fossae là trọng tâm để hiểu lịch sử địa chất của sao Hỏa. Giống như khu vực Tharsus Montes, sự hình thành này được hình thành vào thời điểm hành tinh vẫn còn hoạt động về mặt địa chất. Đây là một khoản tiền gửi khổng lồ, không chỉ trên quy mô sao Hỏa, mà còn về hệ mặt trời, bởi vì chúng tôi không biết về bất kỳ khoản tiền gửi nào khác giống như thế này, ông nói.
Về cơ bản, đá trầm tích là kết quả của bụi đá và mảnh vụn tích tụ trên bề mặt hành tinh và trở nên cứng và xếp lớp theo thời gian. Các lớp này đóng vai trò là một bản ghi địa chất, cho biết các loại quy trình diễn ra trên bề mặt tại thời điểm các lớp được lắng đọng. Khi nói đến sự hình thành Medusae Fossae, các nhà khoa học không chắc chắn liệu các vụ phun trào gió, nước, băng hay núi lửa có chịu trách nhiệm cho các khoản tiền gửi hay không.
Trong quá khứ, các phép đo radar được tạo ra từ sự hình thành cho thấy Medusae Fosssae có thành phần bất thường. Tuy nhiên, các nhà khoa học không chắc chắn liệu sự hình thành được làm từ đá có độ xốp cao hay hỗn hợp đá và băng. Vì mục đích nghiên cứu của họ, lần đầu tiên Ojha và Lewis đã sử dụng dữ liệu trọng lực từ các quỹ đạo khác nhau trên sao Hỏa để đo mật độ hình thành.
Những gì họ tìm thấy là đá có độ xốp khác thường và khoảng hai phần ba dày đặc như phần còn lại của lớp vỏ sao Hỏa. Họ cũng sử dụng dữ liệu radar và trọng lực để chỉ ra rằng mật độ Formation là quá lớn để có thể giải thích bằng sự hiện diện của băng. Từ đó, họ kết luận rằng tảng đá có độ xốp lớn phải được lắng đọng bởi các vụ phun trào núi lửa khi Sao Hỏa vẫn còn hoạt động về mặt địa chất - ca. 3 tỷ năm trước.
Khi những ngọn núi lửa này phát nổ, ném tro và đá vào khí quyển, vật liệu này sau đó sẽ rơi trở lại bề mặt, xây dựng các lớp và chảy xuống đồi. Sau một thời gian đủ, tro sẽ biến thành đá, bị xói mòn dần theo thời gian bởi gió sao Hỏa và bão bụi, khiến các nhà khoa học hình thành nhìn thấy ngày nay. Theo Ojha, những phát hiện mới này cho thấy nội thất của Mars Mars phức tạp hơn so với suy nghĩ trước đây.
Trong khi đôi khi các nhà khoa học biết rằng sao Hỏa có một số chất bay hơi - tức là nước, carbon dioxide và các nguyên tố khác trở thành khí với nhiệt độ tăng nhẹ - trong lớp vỏ của nó cho phép phun trào định kỳ xảy ra trên bề mặt, loại phun trào cần thiết để tạo ra vùng Medusa Fossae sẽ là vô cùng lớn. Điều này chỉ ra rằng hành tinh này có thể có một lượng lớn chất bay hơi trong phần bên trong của nó. Như Ojha đã giải thích:
Nếu bạn phân phối Medusae Fossae trên toàn cầu, nó sẽ tạo ra một lớp dày 9,7 mét (32 feet). Với mức độ lớn của khoản tiền gửi này, điều đó thực sự đáng kinh ngạc bởi vì nó ngụ ý rằng magma không chỉ giàu chất bay hơi và nó còn phải giàu có dễ bay hơi trong thời gian dài.
Ngoài ra, hoạt động này sẽ có tác động mạnh mẽ đến khả năng sinh sống trong quá khứ của Mars. Về cơ bản, sự hình thành của Medusae Fossae Formation đã xảy ra trong một thời điểm then chốt trong lịch sử Mars Mars. Sau khi vụ phun trào xảy ra, một lượng lớn carbon dioxide và (rất có thể) khí mê-tan sẽ bị đẩy ra ngoài khí quyển, gây ra hiệu ứng nhà kính đáng kể.
Ngoài ra, các tác giả chỉ ra rằng vụ phun trào sẽ phun ra đủ nước để bao phủ Sao Hỏa trong một đại dương toàn cầu có độ dày hơn 9 cm (4 inch). Hiệu ứng nhà kính này sẽ đủ để giữ cho bề mặt Sao Hỏa ấm đến mức nước sẽ ở trạng thái lỏng. Đồng thời, việc trục xuất các khí núi lửa như hydro sunfua và lưu huỳnh điôxít sẽ làm thay đổi hóa học của bề mặt và bầu khí quyển Sao Hỏa.
Tất cả những điều này sẽ có tác động mạnh mẽ đến khả năng sinh sống tiềm năng của hành tinh. Hơn nữa, như Kevin Lewis đã chỉ ra, nghiên cứu mới cho thấy các cuộc khảo sát trọng lực có khả năng diễn giải hồ sơ địa chất Mars Mars. Các cuộc khảo sát trọng lực trong tương lai có thể giúp phân biệt giữa băng, trầm tích và đá lửa ở lớp vỏ trên của hành tinh, ông nói.
Nghiên cứu các đặc điểm bề mặt sao Hỏa và lịch sử địa chất rất giống như lột vỏ hành tây. Với mỗi lớp chúng ta bóc lại, chúng ta sẽ có được một mảnh ghép khác, cùng với đó là một lịch sử phong phú và đa dạng. Trong những năm tới và nhiều thập kỷ tới, nhiều nhiệm vụ robot sẽ nghiên cứu bề mặt và bầu khí quyển Hành tinh Đỏ để chuẩn bị cho một nhiệm vụ phi hành đoàn cuối cùng vào những năm 2030.
Tất cả các nhiệm vụ này sẽ cho phép chúng ta tìm hiểu thêm về Sao Hỏa ấm hơn, quá khứ ẩm ướt hơn và liệu có thể tồn tại ở đó vào một lúc nào đó (hoặc có lẽ, vẫn còn!)
