Hành trình 5.000 ngày của Curiosity trên Sao Hỏa: Từ vết nứt bùn đến những bí mật ngầm dưới lòng đất

Liệu Sao Hỏa có từng là một thế giới giàu nước và đủ điều kiện nuôi dưỡng sự sống vi sinh? Câu hỏi này đã thúc đẩy sứ mệnh của tàu thám hiểm Curiosity kể từ khi nó hạ cánh xuống hố va chạm Gale vào năm 2012. Mốc thời gian 5.000 ngày Sao Hỏa (tương đương hơn 14 năm Trái Đất) đánh dấu một hành trình dài gần 37 km, trong đó chiếc tàu thám hiểm kích thước tương đương một chiếc ô tô đã kiên trì leo lên các tầng đá thuộc ngọn núi Mount Sharp ở trung tâm hố Gale để đọc lại cuốn sách địa chất cổ xưa của hành tinh đỏ. [1]

Những phân tích đất đá thu thập được dọc đường không chỉ cho thấy các hồ nước từng tồn tại liên tục trong thời gian dài, mà còn hé lộ sự hiện diện của hợp chất hữu cơ đa dạng và dòng chảy nước ngầm duy trì rất lâu sau khi bề mặt Sao Hỏa đã khô cạn. [1]

Dấu vết của những hồ nước cổ và chu kỳ khô hạn lặp đi lặp lại

Trong chặng đầu khám phá đáy hố va chạm Gale, tàu Curiosity đã ghi nhận nhiều bằng chứng trực tiếp về một môi trường từng ngập tràn nước lỏng. Những gợn sóng lăn tăn được khắc nét tỉ mỉ trên các bản đá cổ, kết hợp với nồng độ khoáng chất cao tích tụ trong đá, khẳng định vùng hố rộng lớn này từng chứa đựng một hồ nước nông tồn tại trong thời gian rất dài. [1]

Tuy nhiên, hồ nước này không ở trạng thái cố định. Quan sát các đường nứt nẻ ngoằn ngoèo trên bề mặt bùn khô cổ đại, các nhà khoa học nhận thấy khu vực hố Gale từng trải qua nhiều chu kỳ khô hạn rồi lại ngập nước lặp đi lặp lại. Quá trình biến đổi địa chất này phản ánh giai đoạn Sao Hỏa bắt đầu mất dần lớp khí quyển bao bọc. [1]

Do có kích thước nhỏ và lực hấp dẫn yếu hơn Trái Đất, Sao Hỏa gặp khó khăn trong việc giữ lớp khí quyển dày. Khi từ trường toàn cầu của hành tinh bị suy yếu sớm, bức xạ và gió mặt trời đã dễ dàng thổi bạt phần khí quyển phía trên. Việc suy giảm áp suất khí quyển cùng sự thất thoát các khí nhà kính đã khiến bề mặt hành tinh lạnh dần, khiến nước lỏng không thể duy trì ổn định trên bề mặt. [1]

Điều kiện lý tưởng cho tiềm năng tồn tại sự sống vi sinh

Khi đề cập đến một môi trường "có thể sinh sống", các nhà khoa học không khẳng định nơi đó chắc chắn từng có sinh vật tồn tại. Thuật ngữ này ám chỉ hành tinh từng tập hợp đầy đủ các yếu tố hóa học và môi trường cần thiết để nuôi dưỡng các dạng sống cơ bản. Tại vùng Yellowknife Bay nằm ở đáy hố Gale, Curiosity đã xác nhận sự hiện diện của khoáng sét cùng các nguyên tố thiết yếu như lưu huỳnh, nitơ, phốt pho, carbon và nguồn năng lượng hóa học dồi dào. [1]

Nhiều năm sau đó, khả năng phân tích của tàu thám hiểm tiếp tục mang lại những phát hiện đột phá về mặt hóa học. Trong các mẫu đá lấy từ năm 2020, tàu đã nhận diện được 21 phân tử chứa carbon, đánh dấu bộ sưu tập phân tử hữu cơ phong phú nhất từng thu thập được trên hành tinh đỏ. [1]

Mặc dù nguồn gốc thực sự của các phân tử hữu cơ này—Liệu chúng đến từ quá trình sinh học hay các phản ứng hóa học phi sinh học—vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu, kết quả này chứng minh hóa học carbon trên Sao Hỏa từng rất phát triển và có thể tồn tại bền vững trong lòng đá qua hàng tỷ năm. [1]

Sự lưu chuyển của nước ngầm khi bề mặt đã trở nên khắc nghiệt

Nước trên bề mặt Sao Hỏa biến mất không có nghĩa là toàn bộ hành tinh lập tức trở thành một sa mạc hoàn toàn khô khốc. Khi Curiosity di chuyển lên các độ cao lớn hơn trên sườn núi Mount Sharp, nó đã phát hiện ra một mạng lưới địa chất kỳ lạ có tên gọi là cấu trúc "ô cửa" (boxwork). [1]

Các gờ đá này cao khoảng 1 đến 2 mét, nhô lên thành các ô vuông đan xen giữa những hốc cát mềm. Sự hình thành của cấu trúc boxwork cho thấy sau khi các hồ nước trên bề mặt cạn kiệt, nước ngầm vẫn tiếp tục len lỏi qua các khe nứt dưới lòng đất. Dòng nước ngầm mang theo khoáng chất tích tụ và làm cứng các đường nứt này. [1]

Trải qua thời gian dài, gió sa mạc đã bào mòn các lớp đá mềm xung quanh, chỉ còn lại mạng lưới gờ khoáng chất đứng vững. Phát hiện này là bằng chứng quan trọng cho thấy môi trường ẩm ướt dưới lòng đất đã kéo dài hơn nhiều so với dự đoán, kéo dài mốc thời gian mà các dạng sống vi sinh tiềm năng có thể lẩn tránh điều kiện khắc nghiệt trên bề mặt. [1]

Những khối đá kỳ dị và hiện tượng thị giác trên hành tinh đỏ

Hành trình 5.000 ngày của Curiosity không chỉ có những phân tích địa chất khô khan mà còn mang lại cái nhìn trực quan về một thế giới xa lạ qua hàng ngàn bức ảnh gửi về Trái Đất. Bề mặt hố Gale rải rác những khối đá có hình dáng kỳ quái, từ những mỏm đá nhọn giống xương rồng, cấu trúc đỉnh đá nhỏ đến các phiến đá cuộn trông như san hô. [1]

Đặc biệt, một số bức ảnh đã trở thành chủ đề bàn tán xôn xao trên mạng xã hội khi tạo ra ảo giác về một "cánh cửa mở vào lòng núi" hay "bóng người đứng trong hành lang". Các nhà khoa học giải thích đây là kết quả của hiện tượng pareidolia—tâm lý con người có xu hướng tự động sắp xếp các hình ảnh ngẫu nhiên hoặc các vết nứt tự nhiên thành những hình thù quen thuộc trong đời sống hàng ngày. [1]

Những dạng hình học lạ mắt này thực tế được tạo nên từ sự kết hợp giữa các lớp trầm tích có độ cứng khác nhau và quá trình bào mòn kiên trì của gió sa mạc qua hàng triệu năm, góp phần tô điểm cho cảnh quan độc đáo của Sao Hỏa. [1]

Ý nghĩa của chặng đường 5.000 ngày khám phá địa chất

Cột mốc 5.000 sol trên Sao Hỏa khẳng định độ bền bỉ vượt ngoài mong đợi của tàu thám hiểm Curiosity. Độ cao hơn 1 km mà chiếc tàu đã vượt qua trên núi Mount Sharp tương đương với việc đi ngược thời gian, giúp các nhà nghiên cứu lật mở từng lớp đá để khôi phục bức tranh toàn cảnh về khí quyển và thủy văn cổ đại. [1]

Từ những hồ nước nông ban đầu cho đến các dòng nước ngầm kiên trì dưới lòng đất, Curiosity đã chuyển dịch hoàn toàn nhận thức của nhân loại về Sao Hỏa: Từ một hành tinh đá lạnh lẽo cằn cỗi trở thành một thế giới từng sôi động với những chu kỳ nước lỏng và tiềm năng hóa học phong phú. Chặng đường tiếp theo trên ngọn núi trung tâm chắc chắn sẽ còn mang lại nhiều mảnh ghép quan trọng cho câu hỏi về sự sống trong vũ trụ. [1]