Vì sao Thyles Rupes trên sao Hỏa hiện lên với những dải màu tím?

Trong ảnh Thyles Rupes gần cực nam sao Hỏa, mặt đất không chỉ có màu đỏ gạch quen thuộc mà còn cuộn thành những dải tím, hồng, xanh nhạt và đỏ sẫm. Màu tím ấy không đến từ một loại vật chất duy nhất. Nó là kết quả tổng hợp của khoáng vật núi lửa tối màu, sương giá carbon dioxide, băng lẫn bụi, bụi lơ lửng trong khí quyển và ánh sáng dịu vào buổi sáng sao Hỏa. [1]

Bức ảnh do camera lập thể độ phân giải cao HRSC trên tàu quỹ đạo Mars Express ghi lại. Ngoài màu sắc khác thường, cảnh quan còn chứa một vách đá cao hơn 1 km ở một số nơi, những cồn cát phủ sương và một gò băng dễ bị mắt người nhìn nhầm thành chỗ lõm. Vì thế, Thyles Rupes cho thấy ảnh hành tinh không chỉ phản ánh vật chất nằm trên bề mặt mà còn phụ thuộc vào khí quyển, ánh sáng và cách não diễn giải bóng đổ. [1]

Những màu nào đến từ bề mặt?

Sao Hỏa thường được gọi là Hành tinh Đỏ vì bề mặt có nhiều sắt bị oxy hóa, tạo nên các gam đỏ, nâu và vàng đất. Tuy nhiên, lớp vật chất này không phủ mọi nơi theo cùng một cách. Tại Thyles Rupes, các mảng tối liên quan đến vật liệu từng được núi lửa tạo ra và phát tán. Chúng giàu khoáng vật mafic như olivine và pyroxene, hai loại khoáng vật cũng phổ biến trong lớp phủ nằm dưới vỏ Trái Đất. [1]

Các vùng sáng hơn lại mang một dấu hiệu khác: sương giá carbon dioxide. Lớp sương này vẫn tồn tại khi khu vực được chụp vào mùa xuân trên sao Hỏa, phủ lên một số cồn cát và nằm trong các hố va chạm. Ở góc dưới bên trái ảnh còn có một phần sông băng thuộc chỏm băng cực nam. Khi vật liệu tối nằm cạnh băng và sương sáng màu, ranh giới giữa chúng làm bảng màu của cảnh quan trở nên đa dạng hơn nhiều so với hình dung về một sa mạc đỏ đồng nhất. [1]

Vì sao toàn cảnh lại ngả tím và hồng?

Khoáng vật và sương giá giải thích các mảng sáng tối, nhưng sắc tím quả mọng bao trùm toàn cảnh còn phụ thuộc vào điều kiện quan sát. Khi ảnh được ghi lại, ánh sáng buổi sáng có sắc dịu và hồng. Trong khí quyển phía trên bề mặt có bụi lơ lửng, còn dưới đất là lớp sương cùng những mảng băng trộn bụi. Ánh sáng đi qua môi trường ấy rồi phản xạ từ nhiều loại địa hình, khiến các thành phần màu chồng lên nhau thành sắc tím và hồng. [1]

Có thể hình dung hiện tượng này qua một ví dụ đời thường: cùng một bức tường, mắt người có thể thấy màu hơi khác vào buổi sáng, giữa trưa hoặc khi không khí có nhiều bụi. Bức tường không nhất thiết đã đổi vật liệu; điều thay đổi là ánh sáng tới, môi trường ánh sáng đi qua và phần ánh sáng trở lại mắt. Với Thyles Rupes, màu ảnh cũng chứa đồng thời thông tin về mặt đất và hoàn cảnh chụp, nên không thể dùng riêng một gam màu để kết luận toàn bộ khu vực được cấu tạo từ chất gì. [1]

Vách đá khổng lồ hình thành như thế nào?

Tên gọi Thyles Rupes gợi đúng đặc điểm nổi bật của địa hình: “rupes” trong tiếng Latin có nghĩa là vách đá. Cấu trúc này kéo dài hàng trăm kilômét qua vùng cao nguyên phía nam đầy hố va chạm. Ở một số vị trí, vách đá cao hơn 1 km. Cách giải thích được đưa ra là hai phần vỏ sao Hỏa từng bị ép vào nhau, làm một khối nâng lên cao hơn khối bên cạnh và tạo thành sườn dốc lớn. [1]

Lực ép có thể liên quan đến quá trình phần bên trong sao Hỏa nguội đi và co lại. Khi thể tích bên trong giảm, lớp vỏ phía trên bị biến dạng; một số khối bề mặt bị đẩy lên, để lại những vách dốc còn thấy ngày nay. Quá trình này được cho là đã diễn ra hàng tỷ năm trước. Sao Hỏa hiện không có hoạt động kiến tạo giống Trái Đất, vì vậy Thyles Rupes là dấu tích của một giai đoạn địa chất xa xưa chứ không phải một vách đá đang được nâng lên nhanh chóng. [1]

Các hố va chạm giúp nhận ra rằng lịch sử khu vực không diễn ra trong một lần. Một số hố bị vách Thyles Rupes cắt qua, cho thấy chúng đã có trước đoạn vách tương ứng. Những hố khác lại nằm chồng lên cấu trúc, nghĩa là chúng xuất hiện sau. Quan hệ cắt qua và phủ lên này cho phép sắp xếp tương đối các sự kiện mà không cần gán một niên đại tuyệt đối cho từng hố hoặc từng đoạn vách. [1]

Tại sao một gò băng trông giống chỗ lõm?

Vùng băng sáng ở góc dưới bên trái thực chất là một gò cao, như bản đồ địa hình của khu vực cho thấy. Tuy nhiên, nhiều người có thể nhìn nó thành một hốc lõm. Nguyên nhân nằm ở hướng chiếu sáng: ánh sáng Mặt Trời đi từ phía dưới bức ảnh, tương ứng phía đông, trong khi mắt thường dễ mặc định nguồn sáng đến từ một hướng quen thuộc khác. Khi giả định ban đầu về ánh sáng sai, não có thể đảo quan hệ giữa phần lồi và phần lõm. [1]

Bóng trên vành hố va chạm ở gần trung tâm ảnh là manh mối để xác định hướng sáng thật. Sau khi hình dung ánh sáng đi từ dưới lên, người xem có thể nhận ra gò băng đúng chiều. Xoay ảnh 180° cũng có thể giúp cảm nhận địa hình đổi lại. Mẹo này không làm thay đổi dữ liệu; nó chỉ thay cách bóng đổ phù hợp với kỳ vọng thị giác của người quan sát, qua đó cho thấy trực giác về độ cao có thể sai ngay cả khi hình ảnh vẫn rõ nét. [1]

Màu sắc tiết lộ điều gì về sao Hỏa?

Các dải tím không phải một lớp “sơn” bí ẩn trải trên địa hình. Chúng đánh dấu sự gặp nhau của nhiều yếu tố: đá và cát núi lửa tối màu, sương carbon dioxide nhạt, băng lẫn bụi, bụi khí quyển và ánh sáng buổi sáng. Những cồn cát trong vùng cũng có nhiều dạng, do gió vận chuyển vật liệu theo các hướng khác nhau. Vì vậy, một khung ảnh có thể chứa dấu vết của địa chất cổ, thời tiết theo mùa và hoạt động gió trên bề mặt. [1]

Thyles Rupes còn nhắc rằng màu sắc và hình khối trong ảnh thám hiểm cần được đọc cùng bối cảnh chụp. Màu có thể gợi ý sự khác biệt vật liệu, nhưng cũng bị điều chỉnh bởi bụi, sương và thời điểm trong ngày. Bóng đổ có thể cho biết địa hình, song cũng có thể đánh lừa nếu hướng sáng bị hiểu sai. Nhìn theo cách đó, sắc tím không làm sao Hỏa bớt “đỏ”; nó cho thấy tên gọi quen thuộc chỉ mô tả một phần nhỏ trong bảng màu và lịch sử phức tạp của hành tinh này. [1]