Các nhà khoa học giải thích lý do Sao Hỏa có bề mặt màu đỏ

Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đã tự hỏi tại sao sao Hỏa lại có màu đỏ. Giả thuyết lâu đời cho rằng màu rỉ sét của hành tinh này đến từ hematit, một khoáng chất giàu sắt hình thành trong điều kiện khô cằn. Nhưng nghiên cứu mới đây gợi ý rằng một nhân tố khác có thể chịu trách nhiệm chính: ferrihydrit, một khoáng chất oxit-hydroxide sắt hình thành trong môi trường ẩm ướt.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications , được thực thiện bởi các nhà khoa học đến từ Đại học Brown và Đại học Bern (Thụy Sĩ) cho thấy ferrihydrit (Fe5O8H · nH2O) là khoáng chất chứa sắt chủ yếu trong bụi sao Hỏa. Phát hiện của họ — dựa trên quan sát từ quỹ đạo, dữ liệu từ robot tự hành và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm — thách thức những quan niệm trước đây về thành phần bề mặt sao Hỏa.

“Câu hỏi cơ bản về lý do sao Hỏa có màu đỏ đã được đặt ra trong hàng trăm nếu không muốn nói là hàng ngàn năm ,” tiến sĩ Adomas Valantinas cho biết. “Từ những phân tích chuyên sâu, chúng tôi tin rằng ferrihydrit có mặt ở khắp nơi trong lớp bụi và có lẽ cả trong các thành tạo đá ”.

Ferrihydrit hình thành khi sắt phản ứng với oxy và nước. Trên Trái đất, nguyên tố này thường được tìm thấy trong đá và tro núi lửa. Sự hiện diện của Ferrihydrit trên sao Hỏa gợi ý rằng hành tinh này đã từng ẩm ướt hơn nhiều, với các điều kiện có thể hỗ trợ nước ở dạng lỏng. Điều này trái ngược với hematit, vốn hình thành trong môi trường khô hơn.

Để kiểm tra giả thuyết, các nhà nghiên cứu đã tái tạo điều kiện sao Hỏa trong phòng thí nghiệm. Họ nghiền khoáng chất thành các hạt siêu nhỏ — khoảng 1/100 chiều rộng sợi tóc người — tương đương kích thước bụi sao Hỏa thực tế. Sau đó, họ nghiên cứu cách ánh sáng phản xạ khỏi các hạt này. Kết quả cho thấy ferrihydrit vẫn ổn định trong khí hậu khô, lạnh hiện tại của sao Hỏa, nhưng cấu trúc của nó vẫn lưu giữ những dấu hiệu cho thấy sự hình thành khi hành tinh còn có nước.

“Nghiên cứu này chỉ ra bằng chứng rằng ferrihydrit đã hình thành, và để điều đó xảy ra, phải có điều kiện để oxy và nước có thể phản ứng với sắt, ” Valantinas giải thích. “ Những điều kiện đó rất khác so với môi trường khô, lạnh ngày nay. ”

Để xác nhận sự hiện diện của ferrihydrit, nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ Tàu quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa (MRO) của NASA và các tàu Mars Express, Trace Gas Orbiter của ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu). Họ cũng sử dụng dữ liệu quang phổ từ các robot tự hành như Curiosity, Pathfinder và Opportunity. Kết hợp tất cả các nguồn dữ liệu, các nhà khoa học phát hiện ra rằng khoáng chất này dường như phân bố rộng rãi trên bề mặt sao Hỏa.

Khám phá này thách thức các giả thuyết trước đây cho rằng sao Hỏa bị oxy hóa dần trong điều kiện khô. Thay vào đó, nó gợi ý rằng sao Hỏa cổ đại đã trải qua một giai đoạn ẩm ướt hơn trước khi khô đi. Sự chuyển đổi từ quá khứ giàu nước sang hành tinh khô cằn, bụi bặm mà chúng ta thấy ngày nay là chìa khóa để hiểu lịch sử khí hậu của sao Hỏa — và có lẽ cả khả năng hỗ trợ sự sống của hành tinh.

Mặc dù các phát hiện cung cấp bằng chứng mạnh mẽ về vai trò của ferrihydrit trong lớp bụi đỏ của sao Hỏa, nhưng bằng chứng xác thực sẽ phải chờ đến khi các mẫu vật từ sao Hỏa — hiện đang được thu thập bởi robot tự hành Perseverance của NASA — được mang về Trái đất. Các nhà khoa học hy vọng những mẫu vật này sẽ xác nhận giả thuyết và làm sáng tỏ thêm về lịch sử môi trường của hành tinh đỏ.