Các nhà khoa học vừa xác nhận rằng khu vực nơi xe tự hành Perseverance của NASA hạ cánh trong hố Jezero trên sao Hỏa thực chất từng là một bãi biển cổ đại, với bằng chứng rõ ràng về sóng nước, gió và điều kiện môi trường có khả năng duy trì nước lỏng trong quá khứ xa xôi của hành tinh đỏ.
Khi Perseverance hạ cánh xuống hố Jezero vào đầu năm 2021, các nhà khoa học đã biết đây là một địa điểm đầy hứa hẹn. Dữ liệu quan sát từ quỹ đạo cho thấy xung quanh hố tồn tại một dải địa hình giống “vệt bồn tắm”, gợi ý rằng khu vực này từng chứa nước. Tuy nhiên, nguồn gốc chính xác của cấu trúc này — liệu là trầm tích do sông, hồ hay các quá trình địa chất khác — vẫn là chủ đề tranh luận trong nhiều năm.
Sau gần năm năm nghiên cứu, một công trình khoa học mới do nghiên cứu sinh tiến sĩ Alex Jones (Đại học Imperial College London) và các cộng sự công bố đã đưa ra kết luận dứt khoát: ít nhất một phần của cấu trúc này từng là bờ hồ, hay nói cách khác, một bãi biển trên sao Hỏa.
Nghiên cứu tập trung vào một đơn vị địa chất có tên là “Margin Unit”, là vành đai đá giàu olivin và carbonate bao quanh mép trong của hố Jezero. Nhóm tác giả chia cấu trúc này thành hai phần: Đơn vị Rìa Phía Tây (WMU) và Đơn vị Rìa Phía Đông (EMU).
Theo phân tích, WMU nằm gần vành hố hơn và được cấu tạo chủ yếu từ đá magma. Các nhà khoa học cho rằng khu vực này hình thành khi dòng dung nham chảy qua hố Jezero trong quá khứ. Đá tại đây hầu như không có cấu trúc phân lớp, với olivin bị biến đổi thành carbonate và silica — quá trình nhiều khả năng xảy ra khi đá tiếp xúc với các dòng chất lỏng giàu dioxide carbon, có thể là nước.
Sự hiện diện của nước giàu CO₂ đặt ra khả năng từng tồn tại các miệng phun thủy nhiệt, một môi trường được xem là thuận lợi cho sự hình thành sự sống trên Trái Đất. Dù chưa có bằng chứng cho thấy điều tương tự xảy ra trên sao Hỏa, WMU được đánh giá là một trong những khu vực đáng chú ý nhất cho các nghiên cứu sinh học vũ trụ.
Tuy nhiên, phát hiện quan trọng hơn nằm ở EMU. Không giống WMU, đơn vị địa chất này cho thấy các đặc điểm điển hình của một bờ biển. Các lớp đá tại đây có hiện tượng phân lớp chéo — dấu hiệu cho thấy chúng được lắng đọng bởi dòng chất lỏng chuyển động. Bề mặt đá bị bào mòn rõ rệt, trong khi các hạt sa thạch có hình dạng tròn, cho thấy chúng từng chịu tác động liên tục của sóng.
Những đặc điểm này khiến nhóm nghiên cứu kết luận rằng EMU là một “vùng bờ hồ năng lượng cao”, hình thành khi hố Jezero bị ngập nước. Đáng chú ý, sự tồn tại của sóng cho thấy nước tại đây không bị đóng băng — một vấn đề lâu nay gây tranh cãi trong giới nghiên cứu khí hậu sao Hỏa.
Để sóng hình thành, không chỉ cần nước lỏng mà còn cần gió. Trong khi bầu khí quyển hiện nay của sao Hỏa quá mỏng để tạo ra sóng, phát hiện này cho thấy hành tinh đỏ từng có một bầu khí quyển dày hơn đáng kể, ít nhất trong một giai đoạn đủ dài để duy trì hồ nước có sóng.
Phát hiện này càng làm tăng giá trị sinh học tiềm năng của khu vực Jezero. Các khoáng chất như carbonate và silica có khả năng “bẫy” vi sinh vật trong cát hoặc nước, bảo tồn chúng dưới dạng hóa thạch vi mô trong hàng tỷ năm. Về mặt lý thuyết, nếu sự sống từng tồn tại tại đây, dấu vết của nó vẫn có thể được phát hiện ngày nay.
Nghiên cứu cũng nhấn mạnh một mẫu đá đặc biệt mang tên Comet Geyser, được Perseverance thu thập tại WMU. Theo NASA, đây là mẫu vật có tiềm năng cao nhất trong toàn bộ sứ mệnh Perseverance để lưu giữ dấu hiệu của sự sống cổ đại.
Tuy nhiên, triển vọng phân tích trực tiếp các mẫu này trên Trái Đất hiện đang gặp trở ngại lớn. Chương trình Mars Sample Return — sứ mệnh đưa các mẫu đá từ sao Hỏa về Trái Đất — đã chính thức bị NASA hủy bỏ gần đây do chi phí đội lên quá cao.
Hiện tại, các ống mẫu mà Perseverance thu thập vẫn nằm lại trong lòng hồ khô cạn của hố Jezero, chờ đợi một sứ mệnh khác trong tương lai. Dù vậy, các nhà khoa học nhấn mạnh rằng phát hiện về bãi biển cổ đại trên sao Hỏa đã mở ra một chương mới trong việc hiểu về khí hậu, môi trường và khả năng tồn tại sự sống trên hành tinh láng giềng của Trái Đất.
Khu vực hạ cánh của Perseverance trong hố Jezero. Ảnh: Kevin Gill
