Các bản ghi về động đất trên sao Hỏa, hay "marsquakes", được thu thập bởi một robot trên Hành tinh Đỏ cuối cùng có thể đã giải quyết được một bí ẩn kéo dài 50 năm: tại sao một nửa của sao Hỏa lại khác biệt quá nhiều so với nửa còn lại.
Kể từ những năm 1970, các nhà nghiên cứu đã biết rằng sao Hỏa bị chia thành hai khu vực chính. Vùng đất thấp phía bắc bao phủ khoảng hai phần ba bán cầu bắc của hành tinh, trong khi vùng cao phía nam bao phủ phần còn lại của hành tinh và có độ cao trung bình cao hơn khoảng 3 dặm (5 km) so với vùng đất thấp phía bắc. Lớp vỏ sao Hỏa, nằm trên lớp phủ đá nóng chảy tương tự như lớp bên trong Trái Đất, cũng dày hơn ở vùng cao nguyên phía nam. Sự mất cân bằng hành tinh này được gọi là "sự phân đôi của sao Hỏa".
Có hai lý thuyết chính về nguồn gốc của sự phân đôi của sao Hỏa. Một là sự phân đôi này là do một quá trình chưa xác định nào đó bên trong hành tinh gây ra. Lý thuyết còn lại là một vụ va chạm lớn với một vật thể có kích thước bằng mặt trăng hoặc nhiều thiên thạch nhỏ hơn đã định hình lại bề mặt của hành tinh. Tuy nhiên, tuổi của các tảng đá trên bề mặt sao Hỏa cho thấy bất cứ điều gì gây ra sự mất cân bằng đều xảy ra trong những ngày đầu của hệ mặt trời, điều này khiến việc xác định nguyên nhân chính xác trở nên khó khăn.
Nhưng trong một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 27 tháng 12 năm 2024 trên tạp chí Geophysical Research Letters, các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ tàu đổ bộ InSight của NASA, ghi lại cách sóng địa chấn từ các trận động đất trên sao Hỏa phản xạ bên trong hành tinh, để xem liệu họ có thể phát hiện ra bất kỳ bằng chứng nào về nguồn gốc bên trong của sự phân đôi trên sao Hỏa hay không.
InSight nằm gần ranh giới giữa vùng đất thấp phía bắc và vùng cao phía nam, cho phép nhóm nghiên cứu so sánh cách sóng địa chấn di chuyển qua lớp phủ bên dưới hai địa điểm: một ở mỗi bên của sự phân chia.
"So sánh hai [địa điểm] này cho thấy sóng mất năng lượng nhanh hơn ở vùng cao nguyên phía nam", các tác giả nghiên cứu đã viết trong The Conversation. "Giải thích có khả năng nhất là đá [nóng chảy] bên dưới vùng cao nguyên phía nam nóng hơn ở phía bắc."
"Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nửa của sự phân đôi này hỗ trợ cho ý tưởng rằng sự phân tách là do các lực bên trong trên sao Hỏa gây ra, chứ không phải do một số tác động bên ngoài", họ nói thêm.
"Tại một thời điểm nào đó, sao Hỏa đã chuyển động các mảng kiến tạo giống như Trái đất", các nhà nghiên cứu viết. "Sự chuyển động của các mảng này và đá nóng chảy bên dưới chúng có thể tạo ra thứ gì đó giống như sự phân đôi, sau đó bị đóng băng tại chỗ khi các mảng kiến tạo ngừng chuyển động để tạo thành thứ mà các nhà khoa học gọi là "nắp ứ đọng" trên phần bên trong nóng chảy của hành tinh."
Trong kịch bản này, magma bên dưới Nam liên tục bị đẩy lên chống lại lớp vỏ, trong khi magma bên dưới Bắc đang chìm xuống lõi của hành tinh. Các nhà nghiên cứu cho biết thêm rằng điều này cũng giải thích tại sao lớp vỏ của hành tinh dày hơn ở Nam.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN
— Đây có thể là bức ảnh cuối cùng về sao Hỏa từ tàu đổ bộ InSight của NASA trước khi nó chết trên Hành tinh Đỏ
— Tàu đổ bộ InSight của NASA được phát hiện từ quỹ đạo, phủ đầy bụi
— Ngắm bình minh trên sao Hỏa trong khung cảnh tuyệt đẹp này từ tàu đổ bộ InSight của NASA (ảnh)
Tuy nhiên, có thể còn quá sớm để loại trừ kịch bản va chạm bên ngoài, mà một số các nghiên cứu gần đây đã chứng minh là có khả năng khả thi.
"Để trả lời một cách thuyết phục câu hỏi về nguyên nhân gây ra sự phân đôi trên sao Hỏa, chúng ta sẽ cần nhiều dữ liệu về động đất trên sao Hỏa hơn, cũng như các mô hình chi tiết về cách sao Hỏa hình thành", các nhà nghiên cứu viết. "Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ một mảnh ghép mới quan trọng của câu đố."
Kể từ những năm 1970, các nhà nghiên cứu đã biết rằng sao Hỏa bị chia thành hai khu vực chính. Vùng đất thấp phía bắc bao phủ khoảng hai phần ba bán cầu bắc của hành tinh, trong khi vùng cao phía nam bao phủ phần còn lại của hành tinh và có độ cao trung bình cao hơn khoảng 3 dặm (5 km) so với vùng đất thấp phía bắc. Lớp vỏ sao Hỏa, nằm trên lớp phủ đá nóng chảy tương tự như lớp bên trong Trái Đất, cũng dày hơn ở vùng cao nguyên phía nam. Sự mất cân bằng hành tinh này được gọi là "sự phân đôi của sao Hỏa".
Có hai lý thuyết chính về nguồn gốc của sự phân đôi của sao Hỏa. Một là sự phân đôi này là do một quá trình chưa xác định nào đó bên trong hành tinh gây ra. Lý thuyết còn lại là một vụ va chạm lớn với một vật thể có kích thước bằng mặt trăng hoặc nhiều thiên thạch nhỏ hơn đã định hình lại bề mặt của hành tinh. Tuy nhiên, tuổi của các tảng đá trên bề mặt sao Hỏa cho thấy bất cứ điều gì gây ra sự mất cân bằng đều xảy ra trong những ngày đầu của hệ mặt trời, điều này khiến việc xác định nguyên nhân chính xác trở nên khó khăn.
Nhưng trong một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 27 tháng 12 năm 2024 trên tạp chí Geophysical Research Letters, các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ tàu đổ bộ InSight của NASA, ghi lại cách sóng địa chấn từ các trận động đất trên sao Hỏa phản xạ bên trong hành tinh, để xem liệu họ có thể phát hiện ra bất kỳ bằng chứng nào về nguồn gốc bên trong của sự phân đôi trên sao Hỏa hay không.
InSight nằm gần ranh giới giữa vùng đất thấp phía bắc và vùng cao phía nam, cho phép nhóm nghiên cứu so sánh cách sóng địa chấn di chuyển qua lớp phủ bên dưới hai địa điểm: một ở mỗi bên của sự phân chia.
"So sánh hai [địa điểm] này cho thấy sóng mất năng lượng nhanh hơn ở vùng cao nguyên phía nam", các tác giả nghiên cứu đã viết trong The Conversation. "Giải thích có khả năng nhất là đá [nóng chảy] bên dưới vùng cao nguyên phía nam nóng hơn ở phía bắc."
"Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nửa của sự phân đôi này hỗ trợ cho ý tưởng rằng sự phân tách là do các lực bên trong trên sao Hỏa gây ra, chứ không phải do một số tác động bên ngoài", họ nói thêm.
Nguồn gốc bên trong so với tác động bên ngoài
Nhóm nghiên cứu cho rằng sự chênh lệch nhiệt độ này có thể được giải thích bằng hoạt động kiến tạo cổ đại đã biến mất khỏi sao Hỏa."Tại một thời điểm nào đó, sao Hỏa đã chuyển động các mảng kiến tạo giống như Trái đất", các nhà nghiên cứu viết. "Sự chuyển động của các mảng này và đá nóng chảy bên dưới chúng có thể tạo ra thứ gì đó giống như sự phân đôi, sau đó bị đóng băng tại chỗ khi các mảng kiến tạo ngừng chuyển động để tạo thành thứ mà các nhà khoa học gọi là "nắp ứ đọng" trên phần bên trong nóng chảy của hành tinh."
Trong kịch bản này, magma bên dưới Nam liên tục bị đẩy lên chống lại lớp vỏ, trong khi magma bên dưới Bắc đang chìm xuống lõi của hành tinh. Các nhà nghiên cứu cho biết thêm rằng điều này cũng giải thích tại sao lớp vỏ của hành tinh dày hơn ở Nam.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN
— Đây có thể là bức ảnh cuối cùng về sao Hỏa từ tàu đổ bộ InSight của NASA trước khi nó chết trên Hành tinh Đỏ
— Tàu đổ bộ InSight của NASA được phát hiện từ quỹ đạo, phủ đầy bụi
— Ngắm bình minh trên sao Hỏa trong khung cảnh tuyệt đẹp này từ tàu đổ bộ InSight của NASA (ảnh)
Tuy nhiên, có thể còn quá sớm để loại trừ kịch bản va chạm bên ngoài, mà một số các nghiên cứu gần đây đã chứng minh là có khả năng khả thi.
"Để trả lời một cách thuyết phục câu hỏi về nguyên nhân gây ra sự phân đôi trên sao Hỏa, chúng ta sẽ cần nhiều dữ liệu về động đất trên sao Hỏa hơn, cũng như các mô hình chi tiết về cách sao Hỏa hình thành", các nhà nghiên cứu viết. "Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ một mảnh ghép mới quan trọng của câu đố."
