Tín dụng hình ảnh: NASA / JPL
Linh hồn và cơ hội của MER, hiện đang du hành trên bề mặt Sao Hỏa, đang khám phá một địa lý khô hơn sa mạc khô nhất trên Trái đất. Mặc dù có những tảng băng cực và những túi nước nghi ngờ bên dưới bề mặt sao Hỏa, lượng nước trên sao Hỏa chỉ là một muỗng cà phê so với trữ lượng nước khổng lồ của Trái đất. Tại sao sao Hỏa quá khô?
Các hành tinh bên trong của hệ mặt trời của chúng ta - Sao Hỏa, Trái Đất, Sao Kim và Sao Thủy - được hình thành do sự tích tụ của những tảng đá nhỏ và bụi bay xung quanh mặt trời trong những năm đầu tiên. Nếu Trái đất và Sao Hỏa được tạo ra từ cùng một ngôi sao, thì chúng đáng lẽ được sinh ra với cùng tỷ lệ nước.
Nhiều nhà khoa học nghĩ rằng Sao Hỏa từng rất nhiều nước, nhưng đã mất đại dương do khối lượng thấp của hành tinh. Điều này, kết hợp với bầu khí quyển mỏng, cho phép phần lớn nước trên Sao Hỏa bốc hơi ra ngoài không gian.
Nhưng theo một nghiên cứu của Jonathan Lunine thuộc Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh tại Đại học Arizona, Hành tinh Đỏ đã khô ráo ngay từ đầu.
Lunine, viết trên tạp chí Icarus năm 2003 với các đồng nghiệp John Chambers, Alessandro Morbidelli và Laurie Leshin, nói rằng Sao Hỏa ban đầu là một phôi thai hành tinh. Về bản chất, phôi thai hành tinh là một tiểu hành tinh rất lớn có thể to bằng Sao Thủy hoặc Sao Hỏa. Phôi tiền sao Hỏa này tồn tại trong vành đai tiểu hành tinh, vào thời điểm đó được phân tán rộng rãi hơn trong hệ mặt trời, trải ra từ 0,5 đến 4 AU từ mặt trời. Ngày nay, vành đai tiểu hành tinh chính có kích thước khoảng 2 đến 4 AU, nằm giữa Sao Hỏa (1,5 AU) và Sao Mộc (5,2 AU).
Lunine nói rằng Sao Hỏa đã phát triển đến kích thước hiện tại từ sự tích lũy của các tiểu hành tinh và sao chổi nhỏ hơn. Ông nói rằng Trái đất đồ sộ hơn, so với, chủ yếu được hình thành từ các phôi hành tinh lớn va chạm vào nhau.
Tình cờ Sao Hỏa không bị các tiểu hành tinh khổng lồ tấn công trong khi Trái đất là - người đi bộ may mắn so với người không may mắn, ông nói Lunine. Voi Nhưng sao Hỏa bị tấn công bởi các cơ thể nhỏ hơn nhiều vì chúng rất nhiều.
Trái đất hiện đang quay quanh mặt trời lúc 1 AU. Lunine nói rằng phôi hành tinh trong quỹ đạo này sẽ không có nhiều nước. Thời kỳ đầu tiến hóa của Mặt trời, trong quá trình hình thành hành tinh, chiếc đĩa bụi bao quanh ngôi sao trẻ rất nóng. Các hợp chất chứa nước sẽ không thể hình thành trong đĩa này lúc 1 AU.
Vì sao Hỏa ở xa mặt trời hơn Trái đất và gần khu vực mát mẻ hơn, ẩm ướt của vành đai tiểu hành tinh, nên có vẻ hợp lý rằng sao Hỏa sẽ được sinh ra với nhiều nước hơn. Tuy nhiên, Lunine nói rằng Sao Hỏa có lẽ chỉ thu được 6 đến 27% một đại dương Trái đất (1 đại dương Trái đất = 1,5? 1021 kg).
Đó là vì một số phôi hành tinh cuối cùng cấu thành Trái đất đã bão hòa nước. Trong khi 90 phần trăm phôi hình thành Trái đất là từ khu vực 1 AU, và do đó khô, 10 phần trăm là từ 2,5 AU trở lên. Phôi đến từ khoảng cách này sẽ có những nguồn cung cấp nước lớn. Các tiểu hành tinh nhỏ hơn đến từ khoảng cách này cũng sẽ đóng góp vào việc cung cấp nước cho Trái đất. Nhiều nhất, Lunine nói rằng chỉ có 15 phần trăm lượng nước Trái đất đến từ sao chổi.
Sao Hỏa, trong khi đó, đã gặp xui xẻo khi được sinh ra dưới dạng một tảng đá khô. Sao Hỏa cuối cùng đã nhận được một số nước muộn trong trò chơi đội hình, sau khi lõi của nó đã hình thành và nó đã gần đạt đến khối lượng hiện tại. Theo kịch bản Lunine, Jupiter cũng đã đạt được khối lượng ngày hôm nay vào khoảng thời gian này. Sau đó, trọng lực của Sao Mộc hoặc bị hút vào các tiểu hành tinh gần đó hoặc khiến chúng phân tán ra bên ngoài. Sao Hỏa bằng cách nào đó thoát ra được nhờ lực hấp dẫn của Sao Mộc, nhưng bị các tiểu hành tinh hướng ra ngoài bắn phá.
Các tác động của các tiểu hành tinh và sao chổi nhỏ tạo thành một veneer muộn muộn đã bổ sung nước vào sao Hỏa, trái ngược với bức tranh về Trái đất nơi nước được thêm vào thông qua các vụ va chạm với phôi có kích cỡ Sao Thủy trong suốt thời gian tăng trưởng hàng chục triệu năm, Các nhà khoa học viết.
Mặc dù sao Hỏa không hình thành trong mô hình máy tính của họ, các nhà khoa học cho rằng điều đó có thể phản ánh bản chất hỗn loạn của sự hình thành hành tinh, trong đó các hướng của phôi hành tinh và tiểu hành tinh là không thể đoán trước và có thể có nhiều kết quả.
Có rất nhiều sự ngẫu nhiên liên quan đến việc xây dựng các hành tinh trên mặt đất, do đó, việc kết thúc với một sao Hỏa không xảy ra để tích tụ nhiều hành tinh giàu nước là điều có thể xảy ra, theo ông chủ của Viện nghiên cứu Carnegie ở Washington. Điều này cũng có thể giúp giải thích sự ít ỏi của nước trên sao Hỏa hiện đại.
Sự khác biệt như vậy trong sự hình thành hành tinh cũng có thể xảy ra giữa các hành tinh bên trong của các hệ mặt trời khác. Cho đến nay, các nhà thiên văn học biết đến 104 ngôi sao có các hành tinh quay quanh chúng. Tất cả các hành tinh ngoài hệ mặt trời được tìm thấy cho đến nay đều là những người khổng lồ khí, nhưng có vẻ như các hành tinh trên mặt đất như Sao Hỏa và Trái Đất cũng có thể quay quanh các ngôi sao xa xôi, mặc dù chúng ta chưa có công nghệ để phát hiện ra chúng.
Nếu một số hành tinh trên mặt đất bên trong được hình thành do sự va chạm của một số phôi hành tinh, trong khi một số khác là phôi chỉ tập hợp các sao chổi và tiểu hành tinh ẩm, thì các hành tinh xung quanh những ngôi sao khác này có thể có lượng nước rất khác nhau. Lunine gợi ý rằng thời gian và sự hình thành của các hành tinh khí khổng lồ trong mỗi hệ mặt trời sẽ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình này, giống như sao Mộc đã ảnh hưởng đến đặc tính của hệ mặt trời của chúng ta.
Lunine hiện có một bài báo ở Icarus, với Tom Quinn và Sean Raymond của Đại học Washington, về sự thay đổi có thể có của nước đối với các hành tinh trên mặt đất xung quanh các ngôi sao khác. Ngoài ra, anh ta đang cẩn thận theo dõi dữ liệu được thu thập bởi Thần rovers MER và Cơ hội, cũng như các vệ tinh hiện đang quay quanh Sao Hỏa.
Hy vọng Odyssey, MER và Mars Express sẽ xác định lượng nước tồn tại hiện tại, hy vọng và cung cấp các hạn chế tốt hơn về sự phong phú của nước trong quá khứ, theo Lunine. Tôi đặc biệt quan tâm đến kết quả radar MARSIS và những người kế nhiệm nó - SHARAD.
MARSIS là một thiết bị radar trên vệ tinh Mars Express, có thể nhìn xuyên qua năm km trên cùng của lớp vỏ martian để tìm kiếm các lớp nước và băng. Cơ quan vũ trụ Ý đang lên kế hoạch bay một radar dưới mặt đất nông, được gọi là SHARAD, trên Tàu quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa của NASA để xem liệu nước đá có ở độ sâu lớn hơn một mét hay không. Mặc dù MARSIS có khả năng thâm nhập cao hơn, nhưng nó có độ phân giải thấp hơn nhiều so với SHARAD sẽ có.
Nguồn gốc: Tạp chí Astrobiology
