NASA tiết lộ bí ẩn cấu trúc chi tiết bên trong Sao Hỏa, căn cứ dữ liệu của tàu thăm dò InSight

VietTimes –  Bản đồ lõi sao Hỏa đầu tiên nêu bật những khác biệt lớn của hành tinh đỏ với Trái Đất.

Sao Hỏa có lớp vỏ mỏng, lớp phủ và lõi dày. Ảnh: NASA

Sao Hỏa có lớp vỏ mỏng, lớp phủ và lõi dày. Ảnh: NASA

Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) đã công bố bản đồ chi tiết đầu tiên về cấu trúc bên trong của Sao Hỏa dựa trên dữ liệu do tàu thăm dò InSight thu thập được. Kết quả cho thấy cấu trúc bên trong của sao Hỏa và Trái Đất có sự khác biệt lớn.

Tàu thám hiểm Sao Hỏa InSight của NASA có nhiệm vụ thu thập dữ liệu trên sao Hỏa. Ba bài báo mới được công bố trên tạp chí Science sử dụng dữ liệu do InSight thu thập để tiến hành phân tích sâu về cấu trúc địa chất của Sao Hỏa. Đây là lần đầu tiên con người có được bản đồ cấu trúc lõi của các hành tinh khác.

Bài báo chỉ ra rằng toàn bộ Sao Hỏa giống như nhiều loại kẹo. Vỏ chia thành hai đến ba lớp bởi đá núi lửa giống như sô cô la. Lớp phủ của Sao Hỏa dày giống như kẹo bơ cứng. Phần lõi của Sao Hỏa nhẹ hơn, đặc biệt phần lõi bên ngoài giống cục siro.

Con người đã nghiên cứu cấu trúc bên trong của các hành tinh trong một thời gian dài. Năm 1889, nhân loại lần đầu tiên phát hiện ra lớp trên cứng và dày còn lớp dưới mềm của lớp phủ Trái đất. Sau đó, vào năm 1914, các nhà khoa học đã xác định được lõi bên ngoài lỏng và lõi bên trong rắn của Trái Đất.

Con người cũng đang tiến hành các hoạt động thăm dò tương tự trên sao Hỏa. Paula Koeleeijer, nhà địa chấn học tại Đại học Royal Holloway, nói rằng công trình nghiên cứu này sử dụng công nghệ đo địa chấn tiên tiến nhất từ ​​trước đến nay và thể hiện "một bước tiến lớn trong địa chấn học hành tinh".

NASA tiết lộ bí ẩn cấu trúc chi tiết bên trong Sao Hỏa, căn cứ dữ liệu của tàu thăm dò InSight ảnh 1

Tàu thăm dò InSight của NASA

Các nhiệm vụ nghiên cứu ban đầu chỉ ước tính sơ bộ về kích thước và đặc tính của cấu trúc bên trong sao Hỏa. Tuy nhiên, tàu thăm dò InSight của NASA dùng cánh tay robot để lắp đặt một máy đo địa chấn nhỏ trên bề mặt sao Hỏa giúp việc phân tích cấu trúc bên trong của sao Hỏa chính xác hơn. Các nhà khoa học có thể sử dụng dữ liệu địa chấn do InSight thu thập để mô phỏng sự tiến hóa của Sao Hỏa.

InSight cũng sẽ giúp các nhà khoa học nghiên cứu các hành tinh khác. Mark Panning, nhà địa chấn học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA và là đồng tác giả của bài báo cho biết: "Nếu bạn là một bác sĩ và chỉ thực hiện các ca phẫu thuật cho một bệnh nhân, bạn sẽ không phải là một bác sĩ giỏi".

Christine Houser, nhà địa chấn học tại Viện Khoa học Sự sống Trái đất ở Tokyo, Nhật Bản cho biết: "Bằng chứng hóa học cho thấy sao Hỏa giống như anh em họ của hành tinh chúng ta hơn là anh em ruột thịt. Nó thực sự là một di tích cổ xưa tồn tại trong hệ Mặt trời".

Tàu InSight được trang bị đủ các công cụ tối tân để thu thập số liệu về những hoạt động nhỏ nhất trên Sao Hỏa. Âm thanh, dư chấn về trận động đất lần này được đặt tên là Sol 128.

Hầu hết các địa chấn của sao Hỏa xảy ra ở các lớp bề mặt. Nhưng một số đến từ những nơi sâu hơn và lan truyền nhiều lần bên trong sao Hỏa trước khi đến được vị trí của InSight. Tốc độ và hướng của sóng xung kích sẽ thay đổi khi chúng di chuyển qua các lớp vật liệu khác nhau, vì vậy các nhà khoa học có thể sử dụng những chấn động sâu này để tìm hiểu cấu trúc bên trong của sao Hỏa.

Điều này không dễ dàng. Một máy đo địa chấn có nghĩa là các nhà khoa học chỉ có thể quan sát một khu vực duy nhất trên sao Hỏa, không phải toàn bộ hành tinh. Hơn nữa, để xây dựng một bản đồ chi tiết về cấu trúc bên trong của Sao Hỏa, lý tưởng nhất là có thể phát hiện một số lượng lớn các trận địa chấn mạnh đi qua toàn bộ hành tinh. Nhưng cường độ địa chấn trên sao Hỏa chưa bao giờ vượt quá 4,0 độ richter.

Bất chấp nhiều thách thức, các nhà khoa học cuối cùng đã xác nhận rằng giống như Trái Đất, bên trong Sao Hỏa gồm 3 lớp - lớp vỏ, lớp phủ và lõi. Tuy nhiên, kích thước và thành phần của các lớp này ở Sao Hỏa và Trái Đất có sự khác biệt đáng kể.

Độ dày trung bình của lớp vỏ sao Hỏa là từ 24 đến 72 km. Trong khi đó, lớp vỏ Trái đất có độ sâu tối đa khoảng 100km. Vỏ sao Hỏa có thể có ba lớp, lớp trên chủ yếu là đá núi lửa do va chạm với thiên thạch, lớp giữa là đá núi lửa kết dính hơn. Các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định đặc điểm cấu tạo của lớp dưới.

Giống như Trái đất, lớp phủ của Sao Hỏa dày hơn nhiều so với lớp vỏ bên ngoài, sâu tới 1.560km. Lớp phủ trên là cơ sở tạo thành các mảng kiến ​​tạo trên Trái Đất. Tuy nhiên, lớp phủ trên của Sao Hỏa có thể dày gấp đôi hoặc thậm chí nhiều hơn so với lớp phủ trên của Trái đất.

Amir Khan, nhà địa vật lý tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Zurich và là đồng tác giả của bài báo, cho biết đây "có thể là một lời giải thích đơn giản tại sao chúng ta không nhìn thấy mảng kiến ​​tạo trên Sao Hỏa". Độ cứng này có thể ngăn các lớp trên của sao Hỏa tách thành nhiều mảng kiến ​​tạo, khiến bề mặt của nó không đa dạng như núi, đại dương, lưu vực, đồng bằng và hẻm núi của Trái Đất.

Hoạt động núi lửa và kiến ​​tạo mảng của một hành tinh về cơ bản bắt nguồn từ sự dẫn nhiệt từ bên trong hành tinh ra lớp vỏ bên ngoài. Các sóng xung kích đến InSight cho thấy lớp phủ của Sao Hỏa hiện tương đối lạnh, khiến bề mặt Sao Hỏa không dễ xảy ra các hoạt động địa chất quy mô lớn.

Độ dày tổng thể của lớp phủ sao Hỏa cũng có thể giúp giải thích tại sao từ trường bảo vệ của sao Hỏa biến mất chỉ 700 triệu năm sau khi nó ra đời. Từ trường của Trái đất được cung cấp bởi dòng chảy tuần hoàn của sắt và niken bên trong lõi. Người ta suy đoán rằng sao Hỏa từng có một chu kỳ tương tự, nhưng sự nguội đi nhanh chóng bên trong nó làm ngừng dòng chảy của những vật chất này và từ trường biến mất.

Sao Hỏa không có từ trường để tự bảo vệ khỏi bức xạ khổng lồ của Mặt trời, và bầu khí quyển của sao Hỏa bị thổi bay dễ dàng. Nước từng xuất hiện trên bề mặt Sao Hỏa đã thoát ra ngoài không gian, biến Sao Hỏa thành một sa mạc lạnh giá.

Theo NetEase