Một nghiên cứu gần đây cho thấy sao Hỏa từng ấm áp và ẩm ướt cách đây hàng tỷ năm. Phát hiện này trái ngược với một giả thuyết khác cho rằng kỷ nguyên đó chủ yếu lạnh giá và băng tuyết. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng đối với giả thuyết rằng sự sống có thể đã phát triển trên hành tinh này vào thời điểm đó.

Việc liệu sao Hỏa từng có thể sinh sống được hay không là một chủ đề hấp dẫn và được nghiên cứu chuyên sâu trong nhiều thập kỷ. Sao Hỏa , giống như Trái Đất, có tuổi đời khoảng 4,5 tỷ năm và lịch sử địa chất của nó được chia thành các kỷ nguyên khác nhau.

Bài báo mới nhất liên quan đến sao Hỏa trong thời kỳ được gọi là kỷ Noachian, kéo dài từ khoảng 4,1 đến 3,7 tỷ năm trước. Đây là giai đoạn trong lịch sử hệ mặt trời được gọi là Thời kỳ Va đập Mạnh Muộn (Late Heavy Bombardment - LHB) . Bằng chứng về các vụ va chạm thiên thạch thực sự mang tính thảm khốc trong thời kỳ LHB được tìm thấy trên nhiều thiên thể trong hệ mặt trời.

Hai vết sẹo rõ ràng từ kỷ nguyên này trên sao Hỏa là hai lưu vực va chạm khổng lồ Hellas và Argyre; cả hai đều rộng hơn một nghìn dặm và mỗi lưu vực có thể tích đủ để chứa toàn bộ lượng nước của Địa Trung Hải mà vẫn còn chỗ trống.

Có thể người ta không tưởng tượng được một thời kỳ như vậy lại thuận lợi cho sự tồn tại của các dạng sống mong manh, nhưng rất có thể đó là kỷ nguyên mà sao Hỏa có điều kiện sống thuận lợi nhất. Bằng chứng về các dạng địa hình được hình thành bởi nước từ thời kỳ này rất phong phú, bao gồm các thung lũng sông khô cạn, lòng hồ, đường bờ biển cổ đại và các vùng châu thổ sông.

Điều kiện khí hậu chủ yếu của kỷ Noachian vẫn còn là vấn đề gây tranh cãi gay gắt. Có hai kịch bản thường được
đưa ra: một là thời kỳ này lạnh giá và băng tuyết, với hiện tượng tan chảy một lượng lớn nước đá do va chạm thiên thạch và phun trào núi lửa, hoặc hai là thời kỳ này ấm áp, ẩm ướt và hầu như không có băng.

Mặt trời rạng rỡ

Tất cả các ngôi sao, kể cả Mặt Trời, đều sáng hơn theo thời gian. Trong hệ mặt trời sơ khai, vào kỷ Noachian, Mặt Trời mờ hơn khoảng 30% so với hiện nay, do đó lượng nhiệt chiếu đến Sao Hỏa (và tất cả các hành tinh) cũng ít hơn. Để duy trì khí hậu ấm áp và ẩm ướt vào thời điểm đó, bầu khí quyển của Sao Hỏa cần phải rất dày đặc – dày hơn nhiều so với hiện nay – và giàu khí nhà kính như CO2.

Nhưng khi đạt đến áp suất khí quyển đủ cao, CO2 có xu hướng ngưng tụ từ không khí để tạo thành mây và làm giảm hiệu ứng nhà kính. Xét đến những vấn đề này, kịch bản lạnh giá, băng tuyết có lẽ đáng tin hơn.

Một trong những mục tiêu khoa học chính của tàu thăm dò Perseverance thuộc sứ mệnh Mars 2020 , đã hạ cánh ngoạn mục vào tháng 2 năm 2021, là tìm kiếm bằng chứng để hỗ trợ một trong hai kịch bản này, và bài báo mới
sử dụng dữ liệu từ Perseverance có thể đã làm được điều đó.

Tàu Perseverance đã hạ cánh xuống miệng núi lửa Jezero trên sao Hỏa, được chọn làm địa điểm hạ cánh vì nơi đây từng có một hồ nước . Hình ảnh miệng núi lửa từ quỹ đạo cho thấy một số trầm tích hình quạt riêng biệt mọc ra từ các kênh được nước chảy tạo nên trên thành miệng núi lửa. Bên trong các kênh này có rất nhiều khoáng chất sét.

 

Hình minh họa tàu thăm dò Perseverance trên đáy miệng núi lửa Jezero. Nguồn: NASA

Bài báo mới này trình bày chi tiết phân tích gần đây về các viên sỏi đất sét giàu nhôm, được gọi là kaolinit, nằm trong một trong những kênh dẫn nước cổ đại. Các viên sỏi này dường như đã trải qua quá trình phong hóa mạnh mẽ và biến đổi hóa học do nước trong kỷ Noah.

Mặc dù điều này có lẽ không đáng ngạc nhiên đối với một môi trường nước cổ đại đã được biết đến, điều thú vị là các loại đất sét này bị suy giảm mạnh hàm lượng sắt và magiê, đồng thời lại giàu titan và nhôm.