Có núi lửa hoạt động trên sao Kim không?

Thường được gọi là anh chị em của Trái đất vì có khối lượng và kích thước tương tự nhau, Sao Kim khác với hành tinh của chúng ta ở một điểm chính: Khoảng 80% bề mặt của nó được làm bằng đá núi lửa. Bất chấp lịch sử rõ ràng của núi lửa, người ta chỉ tìm thấy những gợi ý về hoạt động hiện tại, bao gồm các dòng dung nham tương đối trẻ và mùi khí núi lửa trong khí quyển. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã xác định được thứ dường như là một vụ phun trào xảy ra cách đây 30 năm, được ghi lại trong các hình ảnh từ tàu vũ trụ Magellan của NASA.

Dữ liệu cũ, phát hiện mới

Giữa năm 1990 và 1992, Magellan đã lập bản đồ toàn bộ bề mặt của Sao Kim bằng cách sử dụng radar khẩu độ tổng hợp ở độ phân giải 100–300 mét (300–1.000 ft). Trong quá trình tìm kiếm núi lửa đang hoạt động, Robert Herrick, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Alaska Fairbanks và Scott Hensley, nhà khoa học radar tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA, đã xem xét các tập dữ liệu lớn về những thay đổi bề mặt ở những khu vực bị nghi ngờ có hoạt động núi lửa đang diễn ra. .

Tìm kiếm này chưa bao giờ được thực hiện trước đây vì nhiệm vụ đòi hỏi sức mạnh tính toán và phần mềm không có sẵn cho đến gần đây. “Về cơ bản, bạn cần có khả năng tải vài trăm gigabyte bộ dữ liệu và có thể xoay, phóng to và thu nhỏ,” Herrick nói. Ông so sánh phần mềm họ sử dụng với phiên bản Google Maps dành cho các nhà khoa học hành tinh. “Loại khả năng phần mềm và phần cứng đó dành cho người sử dụng máy tính để bàn không thực sự tồn tại cho đến thập kỷ trước.”

Magellan đã không làm cho các nhà nghiên cứu dễ dàng. Tàu vũ trụ ghi lại hình ảnh từ quỹ đạo hình elip cao, dẫn đến độ phân giải và góc nhìn khác nhau. Sự thiếu nhất quán này làm cho quá trình tìm kiếm tự động gần như không sử dụng được và buộc các nhà nghiên cứu phải tìm kiếm các thay đổi giữa các hình ảnh theo cách thủ công.

Trong khi phóng to xung quanh bề mặt của Sao Kim, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm những thay đổi về địa hình giữa các hình ảnh thu được trong vài tháng. Cuối cùng, họ phát hiện ra một lỗ thông hơi núi lửa bị biến dạng rõ ràng ở sườn phía bắc của Maat Mons, ngọn núi lửa lớn nhất trên sao Kim, với tổng chiều cao là 9 kilômét (6 dặm).

Trong hình ảnh đầu tiên, lỗ thông hơi xuất hiện dưới dạng một lỗ tròn có tường dốc sâu khoảng 175 mét (575 feet), với diện tích 2,2 kilômét vuông (khoảng 0,8 dặm vuông). Trong bức ảnh thứ hai, được chụp 8 tháng sau bức ảnh đầu tiên, lỗ thông hơi đã tăng kích thước và có hình dạng của một hạt đậu, với bề mặt rộng 4 kilômét vuông (1,5 dặm vuông). Các nhà nghiên cứu cho biết dường như miệng núi lửa đã được lấp đầy bởi một hồ dung nham.

Sau khi Herrick và Hensley nhìn thấy những thay đổi trong lỗ hổng, họ đã xây dựng mô hình 3D của đối tượng địa lý để loại trừ các kết quả dương tính giả do nhiều phối cảnh hình ảnh khác nhau gây ra. Họ đã sử dụng các vị trí tương đối của một số đặc điểm trong cảnh quan để tính toán địa hình xung quanh miệng núi lửa và cung cấp một hình ảnh điểm nhìn ngay phía trên ngọn núi lửa rõ ràng, giúp so sánh các hình ảnh dễ dàng hơn.

Họ cũng mô phỏng cách các đặc điểm được tái tạo sẽ xuất hiện trong các quan sát radar, tiết lộ rằng không có sự thay đổi nào về phối cảnh có thể giải thích sự khác biệt giữa các hình ảnh trước đó và sau đó. Hensley nói: “Chúng tôi kết luận rằng không có cách nào hình học hình ảnh radar có thể giải thích những thay đổi trong hình ảnh mà chúng tôi đã thấy.

“Chúng tôi tin tưởng mạnh mẽ rằng chúng ta có những thay đổi thực sự trên bề mặt sao Kim.” Các nhà nghiên cứu đã trình bày phát hiện của họ tại Hội nghị Khoa học Mặt trăng và Hành tinh lần thứ 54 vào ngày 15 tháng 3 và trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học.

Các hình ảnh cũng tiết lộ những gì dường như là một cánh đồng dung nham mới xuất hiện dốc xuống từ lỗ thông hơi. Các nhà nghiên cứu cho biết, thật không may, khu vực này không thể nhìn thấy rõ ràng trong hình ảnh đầu tiên do góc của tàu vũ trụ khi nó được chụp, vì vậy có thể địa hình này đã ở đó trong lần đi qua đầu tiên.

Paul Byrne, nhà địa chất hành tinh tại Đại học Washington ở St. Louis, người không tham gia vào nghiên cứu.

Ông nói: “Có khả năng lớn là magma di chuyển bên dưới bề mặt có thể dẫn đến kết quả tương tự. “Về cơ bản, hãy nghĩ về những gì đã xảy ra tại Kīlauea vào năm 2018, khi một khối magma di chuyển xuống dốc bên trong núi lửa, phun trào gần căn cứ, phá hủy các ngôi nhà và để lại một miệng núi lửa lớn hơn trên đỉnh. Theo quan điểm của tôi, đó là những gì đã xảy ra ở đây trên Sao Kim.”

súng hút thuốc

Núi lửa đang hoạt động là mảnh ghép còn thiếu trong câu đố địa chất của sao Kim. Việc thiếu các hố va chạm cho thấy bề mặt còn rất trẻ. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học cho rằng hành tinh này đã trải qua một thảm họa nào đó cách đây khoảng 500 triệu năm dưới dạng những ngọn núi lửa cực mạnh nhanh chóng bùng phát trở lại trên khắp hành tinh, sau đó trở nên ngừng hoạt động về mặt địa chất.

Nhưng các lý thuyết gần đây khác với quan điểm tĩnh này về sao Kim. Byrne và những người khác đã chỉ ra rằng bề mặt của Sao Kim được bao phủ bởi các đặc điểm kiến ​​tạo—các đứt gãy, nếp gấp và đứt gãy—cho thấy các quá trình đang diễn ra, mặc dù mang tính khu vực.

Vì sao Kim không có kiến ​​tạo mảng nên quá trình này có thể được thúc đẩy bởi sự đối lưu của lớp phủ, tạo thành các chùm lớp phủ tương tự như những luồng tạo ra các điểm nóng núi lửa trên Trái đất ở những nơi cách xa các mép mảng, chẳng hạn như Iceland và Hawaii.

Byrne nói: “Lý do phát hiện này quan trọng là bởi vì trong khi có rất nhiều bằng chứng về các điều kiện cho hoạt động núi lửa đang diễn ra, chúng tôi chưa thấy một ‘khẩu súng bốc khói’. Bởi vì phát hiện này “là lần gần nhất chúng tôi xác nhận điều gì đó mà chúng tôi đã giả định từ lâu—và được sử dụng làm cơ sở cho một nhiệm vụ mới—[it’s] Vấn đề lớn.”

Lori Glaze, giám đốc Phòng Khoa học Cung thiên văn của NASA cho biết: “Khi chúng ta tìm hiểu lịch sử và tương lai của hành tinh của chúng ta, việc nghiên cứu Sao Kim và mở ra những khám phá mới về quá trình tiến hóa của nó có thể giúp chúng ta hiểu được ngôi nhà của chính mình”. Ngoài ra, “chúng ta càng tìm hiểu nhiều về đặc điểm của các hành tinh ở sân sau của chúng ta, bao gồm cả sao Kim, chúng ta càng có thể áp dụng để hiểu các ngoại hành tinh ở xa,” ông nói thêm.

Bài báo này xuất hiện lần đầu trên Tạp chí Eos.