Những bằng chứng thuyết phục mới ủng hộ khả năng tồn tại nước lỏng sâu dưới lòng đất trên Sao Hỏa đã được hé lộ qua phân tích dữ liệu địa chấn từ tàu đổ bộ InSight của NASA.
Vào năm 2024, các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng sâu trong lòng đất của hành tinh Đỏ, đặc biệt ở độ sâu từ 11,5 đến 20 km, có thể chứa nước lỏng. Kết luận này dựa trên tốc độ di chuyển của sóng địa chấn ghi nhận được trong các trận động đất trên Sao Hỏa (marsquakes).
Hiện nay, các nhà khoa học Ikuo Katayama thuộc Đại học Hiroshima và Yuya Akamatsu của Viện Địa động lực học Biển Nhật Bản đã tìm thấy bằng chứng bổ sung cho giả thuyết về sự hiện diện của nước lỏng sâu bên trong Sao Hỏa. “Nhiều nghiên cứu cho rằng cách đây hàng tỷ năm, Sao Hỏa từng có nước,” Katayama cho biết trong một tuyên bố. “Nhưng mô hình của chúng tôi chỉ ra rằng nước lỏng vẫn đang tồn tại trên Sao Hỏa ngày nay.”
Cũng giống như nghiên cứu trước đó, nghiên cứu mới này dựa trên dữ liệu địa chấn thu thập bởi thiết bị SEIS (Thí nghiệm Địa chấn cho Cấu trúc Bên trong) thuộc sứ mệnh InSight, hoạt động trên bề mặt Sao Hỏa từ năm 2018 đến 2022.
SEIS là địa chấn kế đầu tiên hoạt động trên Sao Hỏa và có khả năng phát hiện ba loại sóng địa chấn khác nhau phát ra từ các trận động đất trên hành tinh này. Đó là: sóng P, dao động qua lại tương tự sóng âm thanh; sóng S, dao động lên xuống vuông góc với hướng lan truyền; và sóng bề mặt, di chuyển dọc theo bề mặt Sao Hỏa tương tự như gợn sóng trên mặt ao hồ.
Nghiên cứu mới tập trung vào sóng P và sóng S dưới lòng đất. Sóng P là loại sóng địa chấn di chuyển nhanh hơn, trong khi sóng S chậm hơn và không thể đi qua nước vì chất lỏng không cho phép dao động vuông góc với chuyển động. Việc đo lường hai loại sóng này giúp các nhà khoa học xác định được mật độ và thành phần của môi trường dưới lòng đất (chẳng hạn nước hay đá) mà chúng đi qua, dựa trên cường độ tín hiệu và thời gian sóng đến địa chấn kế.
Dựa vào đó, Katayama và Akamatsu đã tập trung vào hai khu vực chuyển tiếp trong dữ liệu địa chấn, nơi có sự thay đổi đột ngột về đặc tính của cấu trúc bên trong hành tinh Đỏ ở độ sâu từ 10 đến 20 km, rất gần với vị trí mà các nghiên cứu trước đó cho rằng có dấu hiệu của nước lỏng.
Trước đây, các nhà địa vật lý cho rằng các vùng chuyển tiếp này là ranh giới giữa lớp vật chất núi lửa ở phía trên và các lớp vật chất từ những vụ va chạm thiên thạch bị chôn vùi bên dưới, cùng với sự chuyển đổi từ đá xốp (có nhiều khe nứt và lỗ rỗng) sang đá đặc ở độ sâu 20 km.
Tuy nhiên, Katayama và Akamatsu cho rằng còn có yếu tố khác. Theo phân tích của họ về sóng P và sóng S được SEIS ghi nhận, có sự hiện diện của nước trong các lớp đá xốp, lấp đầy các khe nứt và lỗ rỗng từ độ sâu 10 đến 20 km.
Bottom of Form
Để kiểm nghiệm giả thuyết này dựa trên dữ liệu địa chấn, hai nhà nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm trên đá diabase (một loại đá magma còn gọi là dolerite) lấy từ Rydaholm, Thụy Điển. Đây là một trong những loại đá có đặc điểm gần giống nhất với đá trên Sao Hỏa, và Katayama cùng Akamatsu phát hiện rằng trong điều kiện ẩm ướt, đá diabase cho kết quả địa chấn tương tự như các tín hiệu SEIS ghi nhận được.
Các nghiên cứu trước đây ước tính rằng có thể tồn tại lượng nước ngầm trên Sao Hỏa đủ để phủ kín bề mặt một đại dương trên Trái Đất sâu từ 1 đến 2 km. Nếu được xác nhận, sự tồn tại của một lượng lớn nước lỏng như vậy có thể gợi mở khả năng “có hoạt động của vi sinh vật,” Katayama nhận định.
Đáng tiếc là hiện tại, với công nghệ ngày nay, chúng ta chưa thể tiếp cận được nguồn nước này hay bất kỳ sự sống nào có thể tồn tại ở đó. Cho đến khi có thể, những bí ẩn về Sao Hỏa cùng với nguồn nước của nó sẽ vẫn bị chôn vùi dưới lòng đất. Nghiên cứu của Katayama và Akamatsu đã được đăng trên tạp chí Geology.
Máy đo địa chấn của InSight trên bề mặt Sao Hỏa, chụp bởi camera của tàu đổ bộ. Ảnh: NASA
