Mars từng có một bầu khí quyển dày hơn so với Earth ngày nay

Trong khi Mars ngày nay chỉ còn lại một tàn dư khí mỏng manh, nó có thể từng có một bầu khí quyển dày hơn hàng trăm lần với áp suất gấp ba lần so với Earth.

Bầu khí quyển của Mars có thể đã từng dày hơn hàng trăm lần so với hiện nay, đóng vai trò như một tấm chăn che phủ, bảo vệ hành tinh khỏi những tiểu hành tinh thường xuyên tàn phá các hành tinh khác.

Khi Mặt Trời và hầu hết các hành tinh vẫn đang hình thành, vào khoảng 4 triệu năm sau khi hệ Mặt Trời khởi nguồn, Mars đã gần như hoàn thiện. Vào thời điểm này, các hành tinh tồn tại trong một quả cầu lớn gồm khí nóng và bụi xoáy quanh Mặt Trời non trẻ, gọi là tinh vân Mặt Trời, mà một số hành tinh có thể tạm thời hấp thụ vào bầu khí quyển của chúng. Tuy nhiên, khi tinh vân Mặt Trời rút lui, người ta cho rằng các hành tinh sẽ nhanh chóng mất đi lớp khí này, làm giảm mật độ bầu khí quyển của chúng.

Hiện nay, Sarah Joiret tại Collège de France ở Paris cùng các đồng nghiệp cho rằng Mars có thể đã giữ lớp khí đó lâu hơn, hình thành một bầu khí quyển nguyên thủy có tính 'sền sệt' tồn tại kéo dài.

Ngay sau khi tinh vân rút lui, các nhà thiên văn cho rằng quỹ đạo của các hành tinh khổng lồ như Jupiter và Saturn đã dịch chuyển, và điều này đã làm xáo trộn quỹ đạo của các sao chổi và tiểu hành tinh, đẩy chúng lao về phía hệ Mặt Trời trong nơi chúng tấn công các hành tinh đá. Chúng ta có thể tìm thấy bằng chứng của những vụ đánh phá này trong dấu hiệu hóa học của các đá trên Trái Đất và trong bầu khí quyển của chúng ta, nhưng bằng chứng tương tự trên Mars yếu hơn.

“Tất cả các hành tinh vùng đất đá đều bị các sao chổi tấn công trong giai đoạn này, và Mars không thể tránh được, nên chúng ta lẽ ra phải thấy dấu vết của sự tấn công sao chổi trên Mars,” Joiret nói tại Europlanet Science Congress ở Helsinki, Finland, vào ngày 11 September.

Joiret và các đồng nghiệp của bà cho rằng một bầu khí quyển giàu hydro dày đặc vào thời điểm đó có thể đã làm loãng bất kỳ vật liệu sao chổi nào bị hấp thụ bởi hành tinh. Bằng cách ước tính lượng vật liệu sao chổi lẽ ra đã tới Mars thông qua các mô phỏng về hệ Mặt Trời sơ khai, và so sánh với lượng vật liệu thực tế xuất hiện, họ đã tính được khối lượng bầu khí quyển nguyên thủy của Mars, và nhận thấy nó tương đương với một áp suất 2.9 bar, khoảng gấp ba lần áp suất khí quyển tại bề mặt của Earth ngày nay.

Tuy nhiên, bầu khí quyển này sẽ bị mất đi tương đối nhanh, trong khoảng một triệu năm, và hầu như biến mất vào thời điểm nước lỏng xuất hiện trên bề mặt Mars, theo Raymond Pierrehumbert từ University of Oxford tại hội nghị. Ông không tham gia vào nghiên cứu này. Sự xuất hiện của nước lỏng trên Mars đòi hỏi những điều kiện khí quyển khác, bao gồm sự phong phú của carbon dioxide, có lẽ không tồn tại trong bầu khí quyển nguyên thủy dày đó.