Hệ thống lịch trên sao Hỏa vận hành như thế nào và vì sao nửa sau của năm thường bùng nổ giông bão?

Vào ngày 30 tháng 9 năm 2026 theo lịch Trái Đất, sao Hỏa sẽ chính thức bước sang Năm 39 theo hệ thống đo đếm thời gian được các nhà thiên văn học hiện đại thiết lập. Khác biệt hoàn toàn với chu kỳ 365 ngày quen thuộc của Trái Đất, một năm trên hành tinh đỏ kéo dài tới 687 ngày Trái Đất và thường khép lại bằng những biến động khí quyển cực kỳ dữ dội. Việc xây dựng một bộ lịch riêng cho sao Hỏa không chỉ giúp các nhà khoa học đồng bộ hóa dữ liệu từ các thiết bị thăm dò mà còn là chìa khóa để giải mã quy luật thời tiết khắc nghiệt trên người hàng xóm này. [1]

Nguồn gốc của hệ thống đếm năm trên sao Hỏa

Cả sao Hỏa và Trái Đất đều hình thành cùng một thời điểm từ đám mây bụi nguyên thủy quanh Mặt Trời cách đây khoảng 4,5 tỷ năm. Tuy nhiên, việc con người thiết lập một hệ thống tính thời gian riêng cho sao Hỏa mới chỉ xuất hiện trong vài thập kỷ gần đây. Vào năm 2000, nhà khoa học Todd Clancy thuộc Viện Khoa học Vũ trụ đã đề xuất phương pháp đánh số các năm sao Hỏa trong một công trình nghiên cứu về sự biến thiên nhiệt độ khí quyển. Mục tiêu ban đầu của hệ thống này là giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng chuẩn hóa và so sánh dữ liệu qua từng chu kỳ quỹ đạo. [1]

Theo quy ước của Clancy và các cộng sự, Năm 1 (Mars Year 1) được chọn bắt đầu vào đúng thời điểm xuân phân ở bán cầu bắc sao Hỏa, tương ứng với ngày 11 tháng 4 năm 1955 theo lịch Gregorian trên Trái Đất. Dù thời điểm khởi đầu này mang tính ước lệ, sự xuất hiện của một trận bão bụi toàn cầu dữ dội vào nửa sau chu kỳ đó (năm 1956 Trái Đất) đã vô tình tạo nên một mốc quan sát rất thuận tiện cho giới thiên văn. Sau này, hệ thống lịch được mở rộng thêm Năm 0, bắt đầu từ ngày 24 tháng 5 năm 1953, nhằm đáp ứng nhu cầu lưu trữ dữ liệu lịch sử trước đó. [1]

Đơn vị Sol và sự chênh lệch tuổi thọ khi quy đổi

Trên sao Hỏa, một ngày không được gọi là day mà sử dụng thuật ngữ sol, đại diện cho thời gian hành tinh hoàn thành một vòng tự quay quanh trục. Một sol kéo dài chính xác 24 giờ 39 phút, chỉ dài hơn một ngày Trái Đất một khoảng ngắn. Tuy nhiên, do nằm ở khoảng cách xa Mặt Trời hơn, hành tinh đỏ cần tới khoảng 687 ngày Trái Đất để hoàn thành trọn vẹn một vòng quỹ đạo. [1]

Sự khác biệt về chu kỳ quỹ đạo này kéo theo cách quy đổi tuổi thọ vô cùng thú vị. Ví dụ, nếu bạn sống trên sao Hỏa, số tuổi tính theo năm sao Hỏa sẽ bằng tuổi Trái Đất chia cho khoảng 1,88. Một người tròn 30 tuổi trên Trái Đất sẽ chỉ mới trải qua khoảng 16 năm theo chu kỳ quanh Mặt Trời của sao Hỏa. Sự chênh lệch này cho thấy tốc độ di chuyển và khoảng cách quỹ đạo ảnh hưởng trực tiếp thế nào đến các khái niệm thời gian mà chúng ta vẫn coi là hiển nhiên. [1]

Tại sao các mùa trên sao Hỏa lại có độ dài không đồng đều?

Tương tự như Trái Đất, sao Hỏa cũng trải qua bốn mùa gồm xuân, hạ, thu và đông do độ nghiêng của trục quay tạo ra. Năm mới trên sao Hỏa luôn bắt đầu tại thời điểm xuân phân ở bán cầu bắc, tương ứng với thu phân ở bán cầu nam. Khi hành tinh chuyển động trên quỹ đạo, sự thay đổi góc chiếu sáng của Mặt Trời tạo nên những đợt biến đổi nhiệt độ chu kỳ ở cả hai bán cầu. [1]

Mặc dù vậy, bốn mùa trên sao Hỏa không hề kéo dài bằng nhau như ở Trái Đất. Nguyên nhân là do quỹ đạo của sao Hỏa quanh Mặt Trời có hình elip lệch hơn đáng kể so với quỹ đạo gần như tròn của hành tinh chúng ta. Tốc độ di chuyển của sao Hỏa thay đổi tùy thuộc vào vị trí xa hay gần Mặt Trời. Kết quả là mùa xuân ở bán cầu bắc (mùa thu ở bán cầu nam) kéo dài nhất với khoảng 194 sol, trong khi mùa thu ở bán cầu bắc (mùa xuân ở bán cầu nam) là mùa ngắn nhất, chỉ diễn ra trong 142 sol. [1]

Cơ chế bùng nổ giông bão và mây băng vào nửa sau của năm

Hình dạng elip của quỹ đạo không chỉ làm lệch độ dài các mùa mà còn tạo ra những biến động thời tiết nguy hiểm. Trong giai đoạn tương ứng với mùa xuân và mùa hè ở bán cầu nam, sao Hỏa di chuyển đến vị trí gần Mặt Trời nhất và đạt vận tốc nhanh nhất trên quỹ đạo. Bức xạ nhiệt gia tăng mạnh làm bầu khí quyển bị sấy nóng đột ngột, sinh ra các dòng đối lưu không khí dữ dội cuốn tung các hạt bụi mịn từ bề mặt khô cạn lên cao. [1]

Do hiện tượng bão bụi cuồn cuộn này, nửa sau của mỗi năm sao Hỏa luôn là thời kỳ bão bụi bùng phát dữ dội, đôi khi phát triển thành những trận bão bao phủ toàn bộ bề mặt hành tinh. Bên cạnh bão bụi, sao Hỏa còn ghi nhận các hiện tượng khí tượng chu kỳ độc đáo như đám mây tinh thể băng Arsia Mons Elongated Cloud. Đám mây này có thể kéo dài tới 1.800 km, xuất hiện liên tục trong khoảng 80 sol vào mùa xuân và hè ở bán cầu nam trước khi biến mất. [1]

Một môi trường khí hậu băng giá nhưng luôn biến động

Mặc dù có những thời điểm bầu khí quyển bị đốt nóng gây ra bão bụi, sao Hỏa về tổng thể vẫn là một hành tinh vô cùng lạnh giá. Nhiệt độ trung bình toàn năm trên bề mặt hành tinh đỏ duy trì ở mức khoảng âm 60 độ C. Sự kết hợp giữa nền nhiệt độ cực thấp và áp suất khí quyển mỏng đã tạo nên một hệ sinh thái khí hậu khác biệt hoàn toàn với Trái Đất. [1]

Việc nắm vững bộ lịch sao Hỏa cùng các mốc thời tiết chu kỳ giúp các cơ quan vũ trụ quốc tế lên kế hoạch an toàn cho các tàu thăm dò và robot tự hành. Khi chuẩn bị cho những bước tiến xa hơn trong việc đưa con người lên hành tinh đỏ, hiểu rõ từng mùa và những trận bão bụi bùng phát vào nửa sau của năm chính là yếu tố sống còn để đảm bảo sự tồn tại của các nhà thám hiểm tương lai. [1]