Cấu trúc đá đĩa tròn lạ kỳ trên sao Hỏa vừa được xe tự hành phát hiện

Trong quá trình thám hiểm khu vực chứa khoáng chất sulfate trên sao Hỏa, xe tự hành Curiosity của cơ quan NASA đã ghi nhận sự thay đổi đột ngột ở bề mặt địa chất. Thay vì các lớp đá nền phân tầng mịn màng thường thấy, khung hình truyền về cho thấy vô số khối đá chứa nhiều mảnh nhỏ dạng đĩa tròn nằm lộn xộn. Hình thái khác lạ này không chỉ thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu địa chất hành tinh mà còn cung cấp những manh mối giá trị về sự biến đổi của môi trường cổ đại cũng như quá trình tương tác của nước lỏng trên hành tinh đỏ. [1]

Sự chuyển biến địa chất bất ngờ tại vùng sulfate

Sự xuất hiện của các khối đá đĩa tròn tạo nên một bước ngoặt quan trọng trong chuỗi quan sát địa hình của Curiosity. Ở những khu vực xe tự hành từng di chuyển qua trong vùng sulfate, lớp đá nền chủ yếu là các dải trầm tích mịn màng được bồi đắp qua thời gian dài. Tuy nhiên, khi chuyển sang khu vực mới, robot bất ngờ tiếp cận những phiến đá bị bao phủ và lấp đầy bởi các mẩu nhỏ có hình dạng đĩa tròn nằm đan xen. [1]

Đây không phải lần đầu tiên Curiosity chạm trán cấu trúc đĩa tròn trên bề mặt hành tinh đỏ. Trong các giai đoạn thám hiểm trước đó, xe tự hành từng phát hiện các khối đá có đặc điểm tương tự tại khu vực Pahrump Hills thuộc tầng đá bùn Murray. Việc kết cấu này tái xuất hiện ở đơn vị khoáng chất sulfate hiện tại mở ra cơ hội so sánh các giai đoạn biến đổi địa chất giữa các khu vực khác nhau. [1]

Hai giả thuyết về nguồn gốc hình thành các đĩa đá tròn

Để giải mã cơ chế tạo nên hình thái đĩa tròn, các nhà khoa học đã so sánh chúng với các hiện tượng địa chất tương tự quan sát được trên Trái Đất. Ở hành tinh của chúng ta, dạng kết cấu này thường liên quan trực tiếp đến những môi trường cổ đại từng tồn tại dung dịch lỏng hòa tan khoáng chất đang trải qua quá trình bay hơi. [1]

Khi môi trường nước bốc hơi dần, các khoáng chất kết tủa và hình thành tinh thể theo những dạng hình học đặc trưng. Một số loại tinh thể khoáng vật có xu hướng phát triển tự nhiên thành dạng phiến dẹt hoặc đĩa mỏng. Bên cạnh giả thuyết kết tủa khoáng chất, nhóm nghiên cứu cũng đặt ra khả năng thứ hai: các mẩu đĩa tròn này có thể là những mảnh vỡ từ một tầng đá cứng hơn đã bị băm vỡ qua quá trình xói mòn dài hạn rồi tích tụ lại tại khu vực này. Có thể hình dung quá trình này giống như các mảnh vỡ kiến tạo nhỏ bị gom lại trong một lòng hồ đã khô cạn. [1]

Phương pháp đo đạc thành phần và hình thái tại chỗ

Nhằm xác định chính xác hình thái bề mặt và thành phần hóa học của các khối đá đĩa tròn, nhóm điều khiển sứ mệnh đã triển khai hàng loạt thiết bị đo đạc trên xe tự hành. Kính hiển vi MAHLI gắn ở đầu cánh tay robot cùng máy ảnh Mastcam được điều động để chụp các bức ảnh cận cảnh độ phân giải cao tại các mục tiêu như Yungay và Chiu Chiu. [1]

Song song với việc thu thập hình ảnh chi tiết, Curiosity cũng kích hoạt hệ thống phân tích từ xa. Thiết bị phát xạ laser LIBS được sử dụng trên các mục tiêu lân cận như Puya Raimondii, Liolaemus Tacnae và Pisqu Warkatana, kết hợp cùng thiết bị quang phổ tia X APXS đo đạc tại mục tiêu Salar de Vacas. Việc kết hợp dữ liệu hình thái và đo đạc nguyên tố hóa học giúp các nhà khoa học đánh giá chính xác đặc tính vật liệu trước khi đưa ra các bước phân tích chuyên sâu hơn. [1]

Dựng bản đồ trầm tích qua góc nhìn cắt ngang thung lũng

Bên cạnh việc phân tích các khối đá dưới chân, Curiosity còn tiến hành chiến dịch chụp ảnh từ xa để nghiên cứu bối cảnh địa chất tổng thể. Nhờ máy ảnh RMI thuộc thiết bị ChemCam và hệ thống ảnh toàn cảnh Mastcam, đội ngũ nghiên cứu đã ghi hình các gò đá nằm ở hai bên thung lũng Valle Grande. [1]

Những góc quay cắt ngang này thể hiện rõ ràng các dải trầm tích nằm phía trên tuyến đường di chuyển tiếp theo của xe tự hành. Dựa vào các bức ảnh toàn cảnh, các nhà khoa học có thể vẽ bản đồ cấu trúc trầm tích của các đơn vị đá sắp tới, từ đó giải mã lịch sử lắng đọng trầm tích cũng như quá trình xói mòn hình thành nên bản thân thung lũng Valle Grande. [1]

Chuẩn bị cho chiến dịch khoan lấy mẫu khoáng vật tinh thể

Dù các phép phân tích quang phổ cung cấp thông tin quan trọng về các nguyên tố, việc xác định chính xác cấu trúc tinh thể của khoáng vật đòi hỏi Curiosity phải đưa mẫu bột đá vào bên trong thiết bị nhiễu xạ tia X CheMin. Điều này đòi hỏi xe tự hành phải thực hiện một chiến dịch khoan lấy mẫu trực tiếp trên lớp đá nền. [1]

Kể từ điểm khoan gần nhất tại Campo Marte, robot đã di chuyển quãng đường dài hơn một kilômét. Sau khi di chuyển đến vùng đá nền tiềm năng nằm ngay gần khu vực xuất hiện các khối đá đĩa tròn (được ghi hình với tên gọi Torres del Paine), robot tiếp tục khảo sát bề mặt bằng các thiết bị trên cánh tay như Alberta Wild Rose và Moonraker Mountain, kết hợp đo LIBS tại Osoyoos và Mastcam tại Trincomali Channel cùng Yellow Lady's Slipper. Nhóm điều hành đã chọn vị trí mục tiêu cụ thể và lên kế hoạch di chuyển ngắn để đưa cánh tay robot vào tầm hoạt động, sẵn sàng cho thử nghiệm gia tải lực trước khi chính thức khoan thu thập mẫu vật. [1]