Nước trên Sao Hỏa đã mất đi đâu?

Hà Trang23:53 13/09/2024

Sao Hỏa luôn là một nơi bí ẩn. Liệu nó đã từng hay hiện tại là nơi có sự sống? Tại sao nó mất đi từ trường, để rồi bị Mặt trời tước đi bầu khí quyển từng rất phong phú của nó? Và cả những câu hỏi về nguồn nước trên hành tinh đỏ.

Những lòng sông, đồng bằng châu thổ và lưu vực đại dương khô cạn chứng minh rằng nơi đây từng có nguồn nước dồi dào cho đến ba tỷ năm trước, trước khi nó trở thành sa mạc như ngày nay.

Có hai lý thuyết chính về sự biến mất của nguồn nước: nước đã rút xuống lòng đất hoặc bay hơi vào không gian. Hai bài báo, một bài được công bố vào tháng 8 và một bài khác vào ngày 5 tháng 9, cho biết câu trả lời là cả hai.

Hình ảnh Hubble chụp sao Hỏa ở viễn điểm và cận điểm. Bầu khí quyển sáng và mở rộng hơn khi sao Hỏa ở gần Mặt trời. Ảnh: NASA

Nghiên cứu đầu tiên được công bố của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, dựa trên dữ liệu từ tàu vũ trụ Mars InSight, đã hạ cánh trên Sao Hỏa vào năm 2018 và hoạt động cho đến năm 2022. InSight được trang bị một máy đo địa chấn, đã đo được nhiều trận động đất trên Sao Hỏa trong suốt bốn năm con tàu hoạt động.

Nó được xác định bằng tần số rung động năng lượng đang di chuyển qua một bề mặt ẩm, chứa đủ nước để bao phủ toàn bộ Sao Hỏa trong một đại dương sâu khoảng một dặm. Vậy là đã xong? Không đơn giản như vậy.

Nghiên cứu mới nhất được công bố trên Science Advances, dựa trên dữ liệu từ hai thiết bị ngoài không gian khác của NASA – Kính viễn vọng không gian Hubble, hoạt động trên quỹ đạo Trái đất kể từ năm 1990, và tàu quỹ đạo MAVEN, đã bay quanh sao Hỏa kể từ năm 2014.

Cùng nhau, các tàu đã thu thập dữ liệu về bầu khí quyển Sao Hỏa từ một thập kỷ trước đối với MAVEN và 33 năm đối với Hubble. Cả hai đều đang xem xét quá trình bay hơi của hydro và oxy vào không gian.

Nghiên cứu trên do John Clarke, giáo sư danh dự về thiên văn học tại Trung tâm Vật lý Không gian của Đại học Boston, đã sử dụng các quan sát của MAVEN và Hubble để theo dõi sự thoát ra của cả hai loại nguyên tử. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu ước tính lượng nước từng bao phủ hành tinh và bay hơi vào không gian.

Dựa theo nghiên cứu và phân tích khoa học phức tạp, giáo sư Clarke đi đến kết luận: “Nguồn nước chỉ có thể đi tới hai nơi. Nó có thể đóng băng dưới lòng đất hoặc phân tử nước có thể vỡ thành các nguyên tử và thoát ra khỏi bầu khí quyển vào không gian”.

Dùng tia laser nung chảy đất đá trên sao Hỏa: Chuyện gì sẽ xảy ra?

Nếu dùng máy chiếu laser vào bề mặt sao Hỏa sẽ có điều bất ngờ xảy ra.

Video đang HOT

Sao Hỏa là hành tinh thứ tư tính từ Mặt Trời ra. Đây là miền đất hứa mà con người muốn chinh phục. Tuy nhiên, đây cũng là hành tinh "địa ngục" khi thiếu mọi thứ mà con người cần để sống sót.

Theo các chuyên gia, để có thể sống được trên sao Hỏa, chúng ta cần phải cải tạo hành tinh này thành một nơi xanh tươi mới. Nhưng để giải quyết các vấn đề của sao Hỏa, đầu tiên, chúng ta cần biến hành tinh đỏ trở thành đại dương dung nham bằng những tia laser khổng lồ.

Sao Hỏa là hành tinh được kỳ vọng sẽ trở thành Trái Đất thứ hai. Ảnh: iStock

Thực tế đây không phải là câu chuyện khoa học viễn tưởng xa xôi. Bởi việc cải tạo sao Hỏa là khả thi trong khoảng thời gian bằng với của tổ tiên loài người khi họ xây nên những công trình vĩ đại.

Theo đó, nếu nhân loại có thể giải quyết được một số vấn đề cấp bách nhất và dấn thân vào không gian để mở rộng ra hệ Mặt Trời thì điều này có thể không quá bất khả thi.

Vậy, câu hỏi đặt ra rằng làm thế nào để cải tạo sao Hỏa một cách nhanh chóng?

Cải tạo sao Hỏa như thế nào?

Câu trả lời là quá trình này khá phức tạp. Bởi sao Hỏa vốn là hành tinh rất khắc nghiệt, khô cằn và không có đất để trồng bất cứ thứ gì. Hơn nữa, bầu khí quyển của hành tinh này lại quá mỏng để hít thở hoặc bảo vệ con người khỏi tia bức xạ, làm tăng khả năng mắc bệnh ung thư.

Do đó, để biến sao Hỏa trở thành ngôi nhà mới cho nhân loại, con người cần tạo ra bầu khí quyển hoàn chỉnh giống với Trái Đất.

Cụ thể, bầu khí quyển cần phải chứa khoảng 21% oxy, 79% nitơ và một lượng nhỏ khí CO2, tại nhiệt độ trung bình khoảng 14 độ C và dưới áp suất 1 atm. Từ đó, chúng ta cần phải tạo ra các đại dương và sông suối. Ngoài ra, mặt đất cần được phong hóa thành đất màu mỡ để các sinh vật có thể sống. Sau đó, chúng ta cần phải thiết lập một sinh quyển ở trên bề mặt và bảo vệ tất cả khỏi tác động hủy diệt bằng cách lắp đặt những phương án bảo vệ có thể vượt qua thách thức của thời gian.

Quá trình này rất khó khăn, nhưng tia laser khổng lồ có thể khiến cho mọi thứ trở nên dễ dàng hơn.

Thứ nhất, bầu khí quyển. Theo các nhà khoa học, khoảng 4 tỷ năm trước, sao Hỏa từng có bầu khí quyển giàu oxy cùng nhiều đại dương, dòng sông lớn. Mọi thứ vẫn nguyên vẹn trong vài trăm triệu năm cho tới khi tất cả bị thổi bay. Cụ thể, tia cực tím đã phá hủy khí gas trong khí quyển và sau đó là các đại dương, cho đến khi chúng bị thổi bay bởi gió Mặt Trời.

Cải tạo bầu khí quyển trên sao Hỏa là việc làm đầu tiên cần phải làm để giúp con người có thể sống được trên hành tinh này. Ảnh: NASA

Đến ngày nay, sao Hỏa là một nơi hoang vu và khô cằn. Nhưng may mắn là có một lượng nước đáng kể bị đóng băng ở trong các hồ nước ngầm sâu và lớp băng vùng cực. Lượng nước này đủ để tạo ra đại dương rất nông. Hơn nữa, có một lượng khổng lồ khí oxy đang bị kẹt trong các khoáng vật trong đất đá sao Hỏa. Đơn cử như oxy bên trong oxit sắt, thứ mang đến cho hành tinh đỏ gỉ sét, CO2 bên trong các loại đá carbonate.

Để giải phóng được lượng khí gas này, chúng ta cần đảo ngược được những phản ứng đã giữ chúng lại bằng phương pháp nhiệt phân xảy ra ở nhiệt độ cao tương đương bề mặt của Mặt Trời.

Tựu trung lại, con người cần phải nung chảy bề mặt của sao Hỏa. Nhưng làm điều đó bằng cách nào? Cách tốt nhất để làm được điều này là đưa máy phóng tia laser lên quỹ đạo và nhằm vào sao Hỏa.

Sử dụng laser có thể giúp tạo ra khí oxy trên sao Hỏa. Ảnh minh họa

Trên thực tế, máy phóng tia laser mạnh nhất hiện nay là ELI-NP, có thể bắn ra các tia với mức năng lượng 10 petawatt trong một phần nghìn tỷ của một giây.

Nhưng để nung nóng sao Hỏa, chúng ta cần loại máy phóng mạnh gấp đôi như thế chạy liên tục. Cách đơn giản nhất là sử dụng máy phóng chạy bằng năng lượng Mặt Trời. Loại máy này có thể thu năng lượng trực tiếp từ ánh sáng Mặt Trời. Tại lõi của nó còn có các thanh thủy tinh nối với kim loại để có thể thu nhận năng lượng và giải phóng dưới dạng tia laser.

Ngoài ra, nếu con người xây dựng mạng lưới gương trong không gian rộng gấp 11 lần diện tích của nước Mỹ, thì có thể tập trung đủ ánh sáng để nung chảy sao Hỏa.

Khi các tia laser chạm tới mặt đất của sao Hỏa, khoảng 750 kg oxy và một ít khí CO2 thoát ra từ mỗi mét khối đất đá bị nung chảy. Nếu như tia laser có hiệu suất cao, chúng ta chỉ cần nung chảy lớp đất đá dày 8 m trên bề mặt để có đủ khí oxy.

Sau khi dung nham chảy qua, mặt đất nguội đi nhanh chóng, một cơn mưa tuyết kỳ lạ rơi xuống. Tro bụi từ các nguyên tố đông cứng lại khi chúng nguội đi như silic và sắt.

Tại thời điểm này, sao Hỏa vẫn là một hành tinh lạnh giá. Đặc biệt, hệ quả tốt của cơn bão lửa này là tất cả nước ở lớp băng vùng cực, thậm chí ở sâu trong lòng đất sẽ bay lên dưới dạng hơi nước nóng, tạo thành những đám mây gây mưa trên toàn bộ hành tinh. Những cơn mưa này sẽ rửa trôi nhiều loại khí độc hại trong khí quyển như clo, chất độc tích tụ trên mặt đất. Sau cùng, chúng sẽ tạo thành đại dương nông, mặn hơn so với trên Trái Đất.

Tuy nhiên, để tạo ra bầu khí quyển giàu oxy, con người sẽ cần bắn tia laser liên tục trong vòng 50 năm. Trong thời gian này, chúng ta cũng có thể đào sâu hơn tại một vài điểm để tạo thành lưu vực cho đại dương mặn hoặc sông ngòi...

Thứ hai, lúc bấy giờ, bầu khí quyển chứa gần 100% oxy và áp suất chỉ ở mức 0,2 atm, nên rất khó để hít thở và mọi thứ dễ bắt lửa. Vì vậy, để khiến sao Hỏa trở nên giống Trái Đất và an toàn hơn, con người cần bổ sung thêm thứ mà sao Hỏa đang thiếu. Đó là nitơ.

Làm sao để nhập khẩu nitơ?

Theo các nhà khoa học, nơi lý tưởng nhất chính là Titan, Mặt Trăng lớn nhất của sao Thổ, được bao phủ bởi bầu khí quyển dày có chứa gần như toàn khí nitơ. Con người chỉ cần tiến hành vận chuyển 3 triệu tỷ tấn từ rìa ngoài hệ Mặt Trời tới sao Hỏa. Đương nhiên để làm được việc này cũng không dễ dàng.

Ngoài oxy, bầu khí quyển của sao Hỏa cần bổ sung thêm khí nitơ. Ảnh: Alamy

Để xử lý được từng đó khí nitơ, con người cần phải xây dựng những nhà máy tự động trên bề mặt Titan, hoạt động nhờ tia laser khổng lồ, nhằm hút khí nitơ vào và nén lại thành dạng lỏng. Lượng nitơ lỏng sẽ được bơm vào trong các bình chứa hình viên đạn, và sau đó một máy gia tốc sẽ bắn chúng tới sao Hỏa. Tại hành tinh này, chúng sẽ phát nổ và hòa lẫn với khí oxy.

Con người có thể thực hiện các nhiệm vụ tới sao Thổ chỉ trong vòng vài năm. Với điều kiện đủ tài nguyên, chúng ta có thể hoàn thành quá trình trong hai thế hệ.

Theo ước tính của các chuyên gia, một thế kỷ sau khi quá trình cải tạo bắt đầu, con người sẽ có được một bầu khí quyển có thể thở được với những loại khí cần thiết trên sao Hỏa.

Đá Mặt Trăng chôn giấu "báu vật thời gian" của Trái Đất? Thứ mà các phi hành gia mang về Trái Đất năm từ 1972 có thể ẩn chứa "hóa thạch" của thế giới 4,36 tỉ năm trước. Theo Live Science, một nghiên cứu mới dẫn đầu bởi GS John Tarduno, nhà khoa học Trái Đất từ Đại học Rochester (Mỹ) chỉ ra rằng đá Mặt Trăng có thể là một báu vật vô gia...