“Phát hiện bí mật về thành phần lõi của sao Hỏa qua sóng địa chấn”

Mặc dù tàu đổ bộ InSight hiện không hoạt động, những khám phá mới sử dụng dữ liệu của nó đã làm sáng tỏ những gì nằm ở trung tâm của Hành tinh Đỏ

Các nhà khoa học lần đầu tiên quan sát thấy sóng địa chấn di chuyển qua lõi sao Hỏa. Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế từ Đại học Bristol (UB) và Đại học Maryland (UMD). Sử dụng dữ liệu từ tàu đổ bộ InSight của NASA, họ có thể đo trực tiếp các đặc tính của lõi sao Hỏa, xác nhận các dự đoán mô hình về thành phần lõi.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sao Hỏa có lõi hợp kim sắt nóng chảy hoàn toàn với tỷ lệ lưu huỳnh và oxy cao. Điều này khác với Trái đất, nơi kết hợp lõi ngoài lỏng và lõi trong rắn.

Tỷ lệ cao của các nguyên tố nhẹ trong các lớp trong cùng của Sao Hỏa cho thấy lõi của hành tinh này ít đậm đặc hơn và bị nén nhiều hơn so với Trái đất. Sự khác biệt về thành phần này cho thấy các điều kiện hình thành khác nhau của hai hành tinh.

Một trận động đất trên sao Hỏa cho thấy dũng khí của Hành tinh Đỏ

Nghiên cứu liên quan đến việc theo dõi tiến trình của hai sự kiện địa chấn ở rất xa trên sao Hỏa và theo dõi các sóng truyền qua lõi của hành tinh. Sau đó, bằng cách so sánh thời gian cần thiết để những con sóng đó truyền qua Sao Hỏa so với những con sóng ở trong lớp phủ và kết hợp thông tin này với các phép đo địa vật lý và địa chấn khác, nhóm nghiên cứu ước tính mật độ và khả năng nén của vật liệu mà sóng truyền qua.

Nó rất giống với tia X địa chất.

“Năm 1906, các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện ra lõi Trái đất bằng cách quan sát sóng địa chấn từ các trận động đất bị ảnh hưởng như thế nào khi di chuyển qua nó”, giáo sư địa chất UMD Vedran Lekic, tác giả thứ hai của bài báo cho biết. “Hơn một trăm năm sau, chúng tôi đang áp dụng kiến ​​thức về sóng địa chấn lên sao Hỏa. Với InSight, cuối cùng chúng ta cũng khám phá ra điều gì ở trung tâm của Sao Hỏa và điều gì làm cho Sao Hỏa giống nhưng lại khác với Trái Đất đến vậy.”

Sóng địa chấn sao Hỏa, kết quả của năng lượng âm thanh, tiết lộ rằng lõi lỏng của hành tinh cũng nhỏ hơn và đặc hơn một chút so với ước tính trước đây. Nhiệm vụ nghiên cứu ban đầu được lên kế hoạch kéo dài hơn một năm trên Sao Hỏa, nhưng NASA đã kéo dài nó sau khi tàu đổ bộ InSight Mars thu thập được dữ liệu địa vật lý, bao gồm cả tín hiệu động đất, cho đến cuối năm ngoái.

Tác giả chính Jessica Irving, giảng viên cao cấp về Khoa học Trái đất của UB cho biết: “Thời gian thực hiện nhiệm vụ bổ sung chắc chắn được đền đáp. “Chúng tôi đã thực hiện quan sát đầu tiên về sóng địa chấn truyền qua lõi sao Hỏa. Hai tín hiệu địa chấn, một từ một trận động đất ở rất xa và một từ một vụ va chạm thiên thạch ở phía xa của hành tinh, đã cho phép chúng tôi thăm dò lõi của Sao Hỏa bằng sóng địa chấn.”

Tàu đổ bộ InSight đã triển khai máy đo địa chấn băng thông rộng trên bề mặt sao Hỏa vào năm 2018, cho phép phát hiện các sự kiện địa chấn, bao gồm cả động đất và tác động của thiên thạch.

“Các sự kiện được gọi là ‘farside’, nghĩa là các sự kiện ở phía bên kia của hành tinh với InSight, về bản chất khó phát hiện hơn vì rất nhiều năng lượng bị mất hoặc chuyển hướng khi các sóng di chuyển qua hành tinh,” Irving nói. “Chúng ta cần cả sự may mắn và kỹ năng tìm kiếm và sau đó sử dụng sự kiện này. Chúng tôi đã không phát hiện ra một sự kiện xa xôi nào trong năm đầu tiên hoạt động trên sao Hỏa. Nếu nhiệm vụ kết thúc, nghiên cứu này sẽ không xảy ra. Trận động đất sol 976 là sự kiện xa nhất được tìm thấy trong nhiệm vụ. Sự kiện xa thứ hai, S1000a – sự kiện đầu tiên được phát hiện vào ngày hoạt động thứ 1.000 – rất hữu ích vì nó hóa ra là một vụ va chạm thiên thạch mà chúng tôi nghe thấy trên khắp hành tinh, vì vậy chúng tôi biết địa chấn ở đâu tín hiệu đến từ đâu.”

Như nhóm đã chỉ ra, tính độc đáo của lõi Trái đất cho phép nó tạo ra một từ trường bảo vệ chúng ta khỏi gió mặt trời và cho phép hành tinh này giữ nước.

Mặc dù Sao Hỏa hiện không có từ trường, nhưng các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng đã từng có một lá chắn từ tính tương tự như trường do lõi Trái đất tạo ra do tác động kéo dài của từ trường trong lớp vỏ Sao Hỏa.

Điều này có thể có nghĩa là Sao Hỏa đang dần chuyển sang trạng thái hiện tại, thay đổi từ một hành tinh có môi trường có khả năng sinh sống thành một môi trường rất thù địch. Các điều kiện bên trong đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa này, cũng như các hiệu ứng bạo lực.

Phát hiện của nhóm đã xác nhận tính chính xác của các ước tính mô hình hiện tại nhằm khám phá các lớp ẩn bên dưới bề mặt hành tinh. Đối với các nhà địa vật lý, khám phá này mở đường cho các chuyến thám hiểm trong tương lai tới các thiên thể khác, bao gồm các hành tinh như Sao Kim và Sao Thủy.