Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nghiên cứu mới đang giúp các nhà khoa học tổng hợp khí hậu cổ đại của sao Hỏa bằng cách tiết lộ lượng mưa và lượng băng tuyết đã lấp đầy lòng hồ và thung lũng sông từ 3,5 tỷ đến 4 tỷ năm trước.
Một nghiên cứu mới từ Đại học Texas tại Austin đang giúp các nhà khoa học ghép lại khí hậu cổ đại của sao Hỏa bằng cách tiết lộ lượng mưa và lượng băng tuyết đã lấp đầy lòng hồ và thung lũng sông từ 3,5 tỷ đến 4 tỷ năm trước.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Geology, đại diện cho lần đầu tiên các nhà nghiên cứu định lượng lượng mưa phải có trên khắp hành tinh, và nó xuất hiện khi tàu thám hiểm Mars 2020 Perseverance đang trên đường đến hành tinh đỏ để hạ cánh xuống một trong những lòng hồ rất quan trọng đối với nghiên cứu mới này.
Khí hậu cổ đại của sao Hỏa là một điều bí ẩn đối với các nhà khoa học. Đối với các nhà địa chất học, sự tồn tại của các lòng sông và đá cổ – lưu vực hồ eons-già – vẽ nên bức tranh về một hành tinh có lượng mưa lớn hoặc băng tuyết. Nhưng các nhà khoa học chuyên nghiên cứu các mô hình khí hậu trên máy tính của hành tinh đã không thể tái tạo một khí hậu cổ xưa với một lượng lớn nước lỏng tồn tại đủ lâu để giải thích cho địa chất quan sát được.
“Điều này cực kỳ quan trọng vì cách đây 3,5 đến 4 tỷ năm sao Hỏa được bao phủ bởi nước. Nó có rất nhiều mưa hoặc băng tuyết để lấp đầy các kênh và hồ đó”, Gaia Stucky de Quay, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trường Khoa học Địa chất Jackson của UT cho biết . “Bây giờ nó hoàn toàn khô. Chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu xem có bao nhiêu nước ở đó và tất cả đã đi đâu.”
Mặc dù các nhà khoa học đã tìm thấy một lượng lớn nước đóng băng trên sao Hỏa, nhưng hiện tại không có lượng nước lỏng đáng kể nào tồn tại.
Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng lượng mưa phải từ 13 đến 520 feet (4 đến 159 mét) trong một đợt mới có thể lấp đầy các hồ và trong một số trường hợp, cung cấp đủ nước để làm tràn và phá vỡ các lưu vực hồ. Mặc dù phạm vi lớn, nó có thể được sử dụng để giúp hiểu mô hình khí hậu nào là chính xác.
“Đó là một sự bất hòa lớn về nhận thức,” Stucky de Quay nói. “Các mô hình khí hậu gặp khó khăn khi tính lượng nước lỏng đó vào thời điểm đó. Giống như nước lỏng là không thể, nhưng nó đã xảy ra. Đây là lỗ hổng kiến thức mà công việc của chúng tôi đang cố gắng lấp đầy.”
Các nhà khoa học đã xem xét 96 hồ lưu vực hở và lưu vực kín và các lưu vực đầu nguồn của chúng, tất cả đều được cho là hình thành từ 3,5 tỷ đến 4 tỷ năm trước. Các hồ lộ thiên là những hồ đã bị vỡ do nước tràn; Mặt khác, những cái đã đóng còn nguyên vẹn. Sử dụng hình ảnh vệ tinh và địa hình, họ đo các khu vực hồ và lưu vực, cũng như thể tích hồ và tính toán khả năng bốc hơi để tìm ra lượng nước cần thiết để lấp đầy các hồ.
Bằng cách xem xét các hồ đóng và mở cổ xưa, và các thung lũng sông cung cấp cho chúng, nhóm nghiên cứu có thể xác định lượng mưa tối thiểu và tối đa. Các hồ đóng cửa cung cấp một cái nhìn thoáng qua về lượng nước tối đa có thể đổ xuống trong một sự kiện duy nhất mà không làm thủng thành lưu vực hồ. Các hồ mở cho thấy lượng nước tối thiểu cần thiết để tràn qua lưu vực hồ, khiến nước vỡ ra một bên và chảy tràn ra ngoài.
Trong 13 trường hợp, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra các lưu vực ghép nối – chứa một lưu vực kín và một lưu vực mở được cung cấp bởi các thung lũng sông giống nhau – cung cấp bằng chứng chính về lượng mưa tối đa và tối thiểu trong một sự kiện duy nhất.
Một ẩn số tuyệt vời khác là lượng mưa hoặc đợt tuyết tan phải kéo dài bao lâu: ngày, năm hoặc hàng nghìn năm. Đó là bước tiếp theo của nghiên cứu.
Khi nghiên cứu này được công bố, NASA gần đây đã phóng tàu Mars 2020 Perseverance Rover đến thăm miệng núi lửa Jezero, nơi chứa một trong những lòng hồ lộ thiên được sử dụng trong nghiên cứu. Đồng tác giả Tim Goudge, một trợ lý giáo sư tại Khoa Khoa học Địa chất Trường UT Jackson, là người ủng hộ khoa học hàng đầu cho địa điểm hạ cánh. Ông cho biết dữ liệu mà miệng núi lửa thu thập được có thể rất quan trọng để xác định lượng nước trên sao Hỏa và liệu có dấu hiệu của sự sống trong quá khứ hay không.
Nghiên cứu của Gaia dựa trên các lưu vực hồ đóng và mở đã được xác định trước đó, nhưng áp dụng một cách tiếp cận mới thông minh để hạn chế lượng mưa mà các hồ này trải qua. Những kết quả này không chỉ giúp chúng ta nâng cao hiểu biết của mình về khí hậu sao Hỏa cổ đại, mà còn là nguồn lực tuyệt vời để đưa các kết quả từ Mars 2020 Perseverance Rover vào bối cảnh toàn cầu hơn.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi một khoản tài trợ thông qua Chương trình Phân tích Dữ liệu Sao Hỏa của NASA.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Texas tại Austin cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :