Công cụ Mars Express của OMEGA thêm chi tiết cho Candor Chasma. Tín dụng hình ảnh: ESA Bấm để phóng to
Từ những quan sát trước đây, Sao Hỏa phải trải qua các quá trình điều khiển bằng nước, để lại chữ ký của chúng trong các cấu trúc bề mặt như hệ thống kênh và dấu hiệu của sự xói mòn nước rộng lớn. Tuy nhiên, những quan sát như vậy không nhất thiết ngụ ý sự hiện diện ổn định của nước lỏng trên bề mặt trong thời gian dài trong lịch sử sao Hỏa.
Dữ liệu được thu thập bởi OMEGA rõ ràng cho thấy sự hiện diện của các khoáng chất bề mặt cụ thể ngụ ý sự hiện diện lâu dài của một lượng lớn nước lỏng trên hành tinh.
Các khoáng chất ‘hydrat hóa này, được gọi là vì chúng chứa nước trong cấu trúc tinh thể của chúng, cung cấp một bản ghi rõ ràng về khoáng vật học về các quá trình liên quan đến nước trên Sao Hỏa.
Trong 18 tháng quan sát, OMEGA đã lập bản đồ gần như toàn bộ bề mặt hành tinh, thường ở độ phân giải từ một đến năm km, với một số khu vực có độ phân giải dưới km.
Công cụ này đã phát hiện sự hiện diện của hai loại khoáng chất ngậm nước khác nhau, ‘phyllosilicates, và sunfat hydrat hóa, trên các khu vực bị cô lập nhưng lớn trên bề mặt.
Cả hai khoáng chất là kết quả của một sự thay đổi hóa học của đá. Tuy nhiên, quá trình hình thành của chúng rất khác nhau và chỉ ra các giai đoạn của các điều kiện môi trường khác nhau trong lịch sử của hành tinh.
Phyllosilicates, được gọi là do cấu trúc đặc trưng của chúng trong các lớp mỏng (‘phyllo, lớp mỏng), là sản phẩm biến đổi của khoáng chất igneous (khoáng chất có nguồn gốc magma) duy trì tiếp xúc lâu dài với nước. Một ví dụ về phyllosilicate là đất sét.
Phyllosilicates đã được OMEGA phát hiện chủ yếu ở các vùng Ả Rập, Terra Meridiani, Syrtis Major, Nili Fossae và Mawrth Vallis, dưới dạng các mỏ đen hoặc bị xói mòn.
Sunfat ngậm nước, lớp khoáng chất chính thứ hai được phát hiện bởi OMEGA, cũng là khoáng chất có nguồn gốc nước. Không giống như phyllosilicates, hình thành bởi sự biến đổi của đá lửa, sunfat ngậm nước được hình thành dưới dạng trầm tích từ nước muối; hầu hết sunfat cần một môi trường nước axit để hình thành. Chúng được phát hiện trong các lớp trầm tích ở Valles Marineris, các mỏ lộ thiên kéo dài ở Terra Meridiani và trong các cồn cát tối ở nắp cực bắc.
Khi nào sự thay đổi hóa học của bề mặt dẫn đến sự hình thành các khoáng chất ngậm nước xảy ra? Tại thời điểm nào trong lịch sử Sao Hỏa là nước đứng với số lượng lớn trên bề mặt? Các nhà khoa học của OMEGA, đã kết hợp dữ liệu của họ với dữ liệu từ các công cụ khác và đưa ra một kịch bản có thể xảy ra.
Jean-Pierre Bibring, nhà nghiên cứu chính của OMEGA cho biết, tiền gửi phyllosilicate giàu đất sét mà chúng tôi đã phát hiện được hình thành do sự thay đổi vật liệu bề mặt trong thời kỳ đầu tiên của sao Hỏa.
Các vật liệu bị thay đổi phải được chôn vùi bởi những dòng dung nham tiếp theo mà chúng ta quan sát xung quanh các khu vực được phát hiện. Sau đó, vật liệu sẽ bị phơi nhiễm do xói mòn ở các vị trí cụ thể hoặc được khai quật từ một lớp vỏ bị thay đổi do tác động của thiên thạch, theo Bib Bibring.
Phân tích bối cảnh địa chất xung quanh, kết hợp với các kỹ thuật đếm miệng núi lửa hiện có để tính tuổi tương đối của các đặc điểm bề mặt trên Sao Hỏa, đặt sự hình thành của phyllosilicates vào thời kỳ đầu của Noachian, trong thời kỳ miệng núi lửa dữ dội. Thời đại Noachian, kéo dài từ hành tinh Sinh ra đến khoảng 3,8 nghìn triệu năm trước, là lần đầu tiên và cổ xưa nhất trong ba thời đại địa chất trên Sao Hỏa.
Một hệ thống thủy văn hoạt động sớm phải có mặt trên Sao Hỏa để chiếm số lượng lớn đất sét, hay nói chung là phyllosilicates, mà OMEGA đã quan sát thấy, theo Bibring.
Sự tiếp xúc lâu dài với nước lỏng dẫn đến sự hình thành phyllosilicate có thể tồn tại và ổn định ở bề mặt Sao Hỏa, nếu khí hậu đủ ấm. Ngoài ra, toàn bộ quá trình hình thành có thể xảy ra thông qua hoạt động của nước trong lớp vỏ mỏng, ấm.
Dữ liệu OMEGA cũng cho thấy rằng tiền gửi sunfat khác biệt và đã được hình thành sau đó, các chất phyllosilicate. Để hình thành, sunfat không cần sự hiện diện đặc biệt lâu dài của nước lỏng, nhưng nước phải ở đó và nó phải có tính axit.
Việc phát hiện và lập bản đồ của hai loại khoáng chất ngậm nước khác nhau này chỉ ra hai giai đoạn khí hậu chính trong lịch sử của Sao Hỏa: sớm? Noachian? môi trường ẩm trong đó phyllosilicates hình thành, tiếp theo là môi trường axit hơn trong đó sunfat hình thành. Hai tập phim này được phân tách bằng sự thay đổi khí hậu toàn cầu của sao Hỏa.
Nếu chúng ta nhìn vào bằng chứng ngày hôm nay, thời đại mà sao Hỏa có thể sống được và duy trì được cuộc sống sẽ là người Noachian đầu tiên, được theo dõi bởi các phyllosilicates, chứ không phải là sunfat. Khoáng sản đất sét chúng tôi đã lập bản đồ vẫn có thể giữ lại dấu vết của sự phát triển sinh hóa có thể có trên Sao Hỏa, ông Bib Bibring kết luận.
Nguồn gốc: Cổng thông tin ESA
