Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các thí nghiệm trên trái đất trên các hợp kim lưu huỳnh sắt được cho là bao gồm lõi của Sao Hỏa lần đầu tiên tiết lộ chi tiết về tính chất địa chấn của hành tinh. Thông tin này sẽ được so sánh với các quan sát của tàu thăm dò không gian sao Hỏa trong tương lai gần. Liệu kết quả giữa thí nghiệm và quan sát có trùng khớp hay không sẽ xác nhận các lý thuyết hiện có về thành phần của Sao Hỏa hoặc đặt câu hỏi về câu chuyện về nguồn gốc của nó.
Các thí nghiệm trên trái đất trên các hợp kim lưu huỳnh sắt được cho là bao gồm lõi của Sao Hỏa lần đầu tiên tiết lộ chi tiết về tính chất địa chấn của hành tinh. Thông tin này sẽ được so sánh với các quan sát của tàu thăm dò không gian sao Hỏa trong tương lai gần. Liệu kết quả giữa thí nghiệm và quan sát có trùng khớp hay không sẽ xác nhận các lý thuyết hiện có về thành phần của Sao Hỏa hoặc đặt câu hỏi về câu chuyện về nguồn gốc của nó.
Sao Hỏa là một trong những láng giềng gần nhất trên mặt đất của chúng ta, tuy nhiên nó vẫn ở rất xa – khoảng từ 55 triệu đến 400 triệu km tùy thuộc vào nơi Trái đất và Sao Hỏa có liên quan đến mặt trời. Vào thời điểm viết bài, Sao Hỏa cách đó khoảng 200 triệu km, và trong mọi trường hợp, điều đó cực kỳ khó khăn, tốn kém và nguy hiểm. Vì những lý do này, đôi khi hợp lý hơn khi điều tra hành tinh đỏ thông qua các mô phỏng ở đây trên Trái đất hơn là gửi một tàu thăm dò không gian đắt tiền hoặc, có lẽ một ngày, sẽ bao gồm cả con người.
Keisuke Nishida, Trợ lý Giáo sư từ Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh của Đại học Tokyo tại thời điểm nghiên cứu, và nhóm của ông rất muốn điều tra hoạt động bên trong của Sao Hỏa. Họ xem xét dữ liệu địa chấn và thành phần cho các nhà nghiên cứu không chỉ về tình trạng hiện tại của hành tinh, mà còn về quá khứ của nó, bao gồm cả nguồn gốc của nó.
Nishida chia sẻ: “Việc khám phá nội thất sâu của Trái đất, Sao Hỏa và các hành tinh khác là một trong những biên giới vĩ đại của khoa học. Nó hấp dẫn một phần vì quy mô đáng sợ liên quan, nhưng cũng vì cách chúng tôi điều tra chúng an toàn từ bề mặt Trái đất.”
Trong một thời gian dài, người ta đã đưa ra giả thuyết rằng lõi của Sao Hỏa có thể bao gồm một hợp kim sắt-lưu huỳnh. Nhưng với việc chúng ta không thể tiếp cận được lõi của Trái đất như thế nào, những quan sát trực tiếp về lõi của Sao Hỏa có thể sẽ phải chờ một thời gian. Đây là lý do tại sao các chi tiết địa chấn rất quan trọng, như sóng địa chấn, gần giống với sóng âm cực mạnh, có thể đi qua một hành tinh và cung cấp một cái nhìn thoáng qua bên trong, mặc dù có một số cảnh báo.
Nishida cho biết tàu thăm dò Insight của NASA đã có mặt trên Sao Hỏa thu thập các bài đọc địa chấn. Tuy nhiên, ngay cả với dữ liệu địa chấn, vẫn có một thông tin bị thiếu quan trọng mà không có dữ liệu nào không thể giải thích được. Các nhà khoa học cần biết tính chất địa chấn của hợp kim sắt-lưu huỳnh được cho là tạo nên lõi của Sao Hỏa.
Nishida và nhóm nghiên cứu hiện đã đo được vận tốc của sóng P (một trong hai loại sóng địa chấn, còn lại là sóng S) trong các hợp kim sắt-lưu huỳnh nóng chảy.
Do những trở ngại kỹ thuật, phải mất hơn ba năm trước khi nhóm nghiên cứu có thể thu thập dữ liệu siêu âm mà họ cần, vì vậy Nishida rất hài lòng khi nhóm có được kết quả nghiên cứu trên. Mẫu cực kỳ nhỏ có thể khiến một số người ngạc nhiên về quy mô khổng lồ của hành tinh mà chúng ta đang mô phỏng hiệu quả. Nhưng các thí nghiệm áp suất cao siêu nhỏ giúp khám phá các cấu trúc vĩ mô và lịch sử tiến hóa quy mô dài của các hành tinh.
Một hợp kim sắt-lưu huỳnh nóng chảy ngay trên điểm nóng chảy 1.500 độ C của nó và chịu áp lực 13 gigapascal có tốc độ P-Wave là 4.680 mét mỗi giây; tốc độ này nhanh hơn 13 lần so với tốc độ âm thanh trong không khí, tức là 343 mét mỗi giây. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thiết bị gọi là máy ép multianvil loại Kawai để nén mẫu đến áp suất như vậy. Họ đã sử dụng chùm tia X từ hai cơ sở synchrotron, KEK-PF và SPring-8 để giúp họ chụp ảnh các mẫu để sau đó tính toán các giá trị sóng P.
“Lấy kết quả của chúng tôi, các nhà nghiên cứu đọc dữ liệu địa chấn sao Hỏa giờ đây sẽ có thể biết liệu lõi chủ yếu là hợp kim sắt-lưu huỳnh hay không,” Nishida chia sẻ thêm. “Nếu không, điều đó sẽ cho chúng ta biết nguồn gốc của Sao Hỏa. Ví dụ, nếu lõi của Sao Hỏa bao gồm silicon và oxy, thì nó gợi ý rằng, giống như Trái đất, Sao Hỏa chịu một sự kiện tác động rất lớn khi nó hình thành. Sao Hỏa được tạo thành và nó được hình thành như thế nào? Tôi nghĩ chúng ta sắp tìm ra. “
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Tokyo . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :