Bí ẩn “hành tinh bị phân đôi” giữa hệ Mặt Trời

Một nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí khoa học Geophysical Research Letters đã giải mã bí ẩn lâu năm về hành tinh láng giềng của Trái Đất: Câu đố “Sự phân đôi của Sao Hỏa”.

Khái niệm “Sự phân đôi của Sao Hỏa” được bàn đến từ những năm 1970 và khiến giới khoa học bối rối trong nửa thế kỷ.

Nhưng giờ đây, “khai quật” dữ liệu từ một tàu vũ trụ vừa kết thúc sứ mệnh vài năm trước của NASA – InSight – nhóm tác giả từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Quốc gia Úc đã tìm ra câu trả lời.

“Sự phân đôi của Sao Hỏa” chỉ việc hai bán cầu Bắc – Nam của hành tinh đỏ khác nhau một cách kỳ lạ.

Những sứ mệnh quan sát Sao Hỏa đầu tiên phát hiện ra rằng bán cầu Bắc của hành tinh này thấp hơn bán cầu Nam tận 5-6 km. Không thế giới nào khác trong hệ Mặt Trời có hai bán cầu tương phản đến vậy.

Ngoài ra, bề mặt của hai bán cầu cũng rất khác nhau.

Vùng cao nguyên phía Nam có nhiều hố va chạm và những dòng dung nham núi lửa đóng băng. Ngược lại, bề mặt của vùng đất thấp phía Bắc nhẵn và phẳng, hầu như không có vết sẹo địa chất và các đặc điểm đáng chú ý khác.

Từ các phép đo địa vật lý và thiên văn, chúng ta cũng biết rằng lớp vỏ của Sao Hỏa dày hơn đáng kể bên dưới vùng cao nguyên phía Nam. Hơn nữa, các loại đá phía Nam bị nhiễm từ, phía Bắc thì không.

Hai giả thuyết chính đã xuất hiện.

Đầu tiên là giả thuyết nội sinh, cho rằng sự khác biệt trong quá trình truyền nhiệt thông qua sự gia tăng của vật liệu ấm hơn và sự chìm xuống của vật liệu lạnh hơn bên trong lớp phủ Sao Hỏa đã dẫn đến sự phân đôi rõ ràng trên bề mặt của nó.

Thứ hai là giả thuyết ngoại sinh, cho rằng sự phân đôi này đến từ không gian, ví dụ cú va chạm của một vật thể có kích thước bằng Mặt Trăng hoặc nhỏ hơn một chút, định hình lại bề mặt hành tinh.

Nhóm nghiên cứu Trung Quốc – Úc đã phân tích dữ liệu từ tàu InSight và tìm ra bằng chứng đáng tin cậy về một cụm động đất Sao Hỏa ở vùng Terra Cimmeria thuộc vùng cao nguyên phía Nam.

Họ thực hiện các phép tính tương tự đối với các trận động đất được quan sát trước đó ở vùng Cerberus Fossae thuộc vùng đất thấp phía Bắc.

So sánh giữa hai vùng chỉ ra sóng địa chấn mất năng lượng nhanh hơn ở vùng cao nguyên phía Nam. Lời giải thích hợp lý nhất là đá bên dưới vùng cao nguyên phía Nam nóng hơn ở phía Bắc.

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nửa hành tinh ủng hộ ý tưởng rằng sự phân chia này là do các lực bên trong Sao Hỏa gây ra, chứ không phải do tác động bên ngoài.

Kịch bản này cũng cho rằng quá trình kiến tạo mảng cổ xưa của hành tinh là nguyên nhân chính gây ra mọi việc.

Điều này cũng giúp định hình các vùng nước trên bề mặt Sao Hỏa, với dòng nước trào lên bên dưới vùng cao nguyên phía Nam và trào xuống bên dưới vùng đất thấp phía Bắc.

Nhưng đó là câu chuyện của hàng tỉ năm trước, khi sự sống được cho là còn tồn tại cùng với nước.

Tuy vậy, các kết quả nghiên cứu đã đem lại hy vọng và góp phần định hướng cho các cuộc săn tìm sự sống trong tương lai, bởi chỉ ra bằng chứng cho thấy Sao Hỏa từng có kiến tạo mảng.

Hiện nay, Trái Đất là hành tinh duy nhất có kiến tạo mảng trong Thái Dương hệ. Quả trình này đã góp phần ổn định môi trường, khí hậu, thành phần hóa học của hành tinh, giúp sự sống được nuôi dưỡng và có thể từng kích hoạt các phản ứng sinh ra sự sống sơ khai.