[비즈한국] Đặc điểm nổi bật nhất của sao Hỏa chính là màu đỏ rực rỡ. Từ lâu, khi nhìn thấy hành tinh này tỏa sáng với sắc đỏ như máu, con người đã liên tưởng đến Ares, vị thần chiến tranh. Sau đó, nó được đặt tên là Ares, hay còn gọi là Mars (sao Hỏa). Trong chòm sao Bọ Cạp, có một ngôi sao tỏa sáng với màu đỏ không kém phần nổi bật. Có một câu chuyện rất nổi tiếng rằng, người xưa coi ngôi sao đó là đối thủ duy nhất của thần chiến tranh Ares, nên đã đặt tên nó là Antares, có nghĩa là "đối thủ của Ares".
Những khung cảnh sa mạc đỏ rực trải dài vô tận trên sao Hỏa mà các robot thám hiểm gửi về càng khiến hành tinh này trở nên xa lạ hơn. Thú vị là, dù việc sao Hỏa có màu đỏ đã được biết đến từ rất lâu trước cả khi kính thiên văn ra đời, nhưng chúng ta vẫn chưa thực sự hiểu rõ tại sao nó lại mang màu sắc này.
Có lẽ một số người nghĩ rằng màu đỏ của sao Hỏa là do thành phần sắt bị oxy hóa, hay nói cách khác là sắt bị gỉ. Tuy nhiên, đó chỉ là giả thuyết, và lý do chính xác khiến toàn bộ sao Hỏa có màu đỏ như hiện tại vẫn còn là một bí ẩn. Thế nhưng gần đây, một giả thuyết mới giải thích về màu sắc của sao Hỏa đã xuất hiện. Giả thuyết này có thể là một tin tốt lành đối với Elon Musk, bởi nó chỉ ra rằng sao Hỏa có thể là một "thiên đường" thích hợp cho sự sống hơn chúng ta tưởng rất nhiều.
Năm 1976, tàu Viking đã hạ cánh xuống sao Hỏa và xác nhận hành tinh này chứa hàm lượng sắt rất dồi dào. Sắt khi gặp oxy sẽ bị oxy hóa và chuyển sang màu đỏ — màu sắc thường thấy ở sắt gỉ. Các nhà thiên văn học tự nhiên cho rằng màu đỏ của sao Hỏa là do sắt bị gỉ, tức là sắt bị oxy hóa. Hơn nữa, bầu khí quyển sao Hỏa chứa đầy bụi. Bụi trên sao Hỏa nguy hiểm đến mức đôi khi chúng bao phủ hoàn toàn tàu thăm dò khiến chúng không thể hoạt động. Các nhà khoa học suy đoán rằng hàm lượng sắt dồi dào trên sao Hỏa đã bị oxy hóa từ lâu, và giờ đây, lớp sắt oxit đó đã vỡ vụn thành bụi, bao phủ toàn bộ bề mặt hành tinh.
Sau đó, tàu Mars Global Surveyor và tàu Opportunity hạ cánh năm 2004 đều xác nhận trên bề mặt sao Hỏa có sự hiện diện của Fe2O3 (Hematite), hay còn gọi là khoáng vật hematit. Hematite là dạng sắt kết hợp trực tiếp với oxy, có màu đỏ rất tươi. Đặc biệt, tàu Opportunity và sau này là tàu Curiosity khi di chuyển khắp bề mặt sao Hỏa đã phát hiện những viên sỏi rất thú vị.
Thoạt nhìn, chúng trông giống như những viên bi nhỏ. Những viên sỏi kích thước vài cm trông như được mài dũa cẩn thận này hoàn toàn là hematit. Trong những bức ảnh do tàu thăm dò chụp lại, những viên sỏi này trông có màu xanh lam. Vì vậy, các nhà thiên văn học đã đặt biệt danh cho chúng là "những viên sỏi việt quất". Thực tế, màu sắc thật của chúng gần với màu xám hơn. Tuy nhiên, do bầu trời sao Hỏa tràn ngập bụi đỏ, việc chụp ảnh trong môi trường nền có ánh sáng đỏ khiến chúng trông xanh hơn bình thường. Điều này tương tự như sự tranh cãi trực tuyến về màu sắc của chiếc váy từng gây xôn xao một thời.
Việc phát hiện những viên sỏi "việt quất" được tạo thành từ sắt gỉ và hematit đã củng cố giả thuyết rằng sao Hỏa rất giàu sắt. Tuy nhiên, khám phá này lại gây ra một sự mâu thuẫn khác. Những hòn đá tròn trịa như sỏi việt quất thường được hình thành trong môi trường rất giàu nước. Ngay cả trên Trái đất, chúng ta có thể thấy những hòn đá tròn như vậy, ví dụ như ở sa mạc Utah hay sa mạc Mông Cổ, thường được gọi là "Moqui marbles". Chúng thường được tìm thấy gắn chặt trên các vách đá, trông giống như những hạt đậu đen trong bánh gạo. Từ rất lâu về trước, khi nước còn dồi dào, các thành phần hóa học cùng với nước thấm sâu vào lòng đất để lại những lỗ hổng tròn. Theo thời gian, sắt lấp đầy những lỗ hổng đó và tạo thành các viên sỏi sắt tròn trịa.
Những viên sỏi việt quất tìm thấy trên sao Hỏa được coi là bằng chứng địa chất đáng kinh ngạc cho thấy hành tinh này từng rất giàu nước. Tuy nhiên, điều này lại tạo ra một mâu thuẫn mới. Hematite, thành phần chính cấu tạo nên những viên sỏi này, lại là hợp chất hóa học hình thành trong môi trường không có nước. Nó chỉ bao gồm sắt và oxy, không cần nước. Nó hình thành tốt hơn trong môi trường khô cằn. Nói cách khác, sự hiện diện của quá nhiều hematit có nghĩa là khu vực đó đã không có nước trong một thời gian dài. Nhưng đồng thời, việc tìm thấy hàng loạt những viên sỏi tròn này lại có nghĩa là từng có rất nhiều nước. Đây quả là một mâu thuẫn khó hiểu.
Mâu thuẫn này khiến các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng lý do thực sự khiến sao Hỏa có màu đỏ có thể không đơn thuần là do hematit. Con người chưa bao giờ trực tiếp đặt chân lên sao Hỏa, chúng ta chỉ suy đoán tình trạng của nó một cách gián tiếp qua các mảnh thiên thạch sao Hỏa rơi xuống Trái đất. Tuy nhiên, nhờ các tàu thăm dò đã hoạt động trên sao Hỏa trong nhiều thập kỷ qua, giờ đây chúng ta có thể tái hiện môi trường sao Hỏa ở một mức độ nhất định trong phòng thí nghiệm.
Dựa trên dữ liệu từ các tàu thăm dò như MRO, ExoMars và Mars Express, các nhà thiên văn học đã phân tích xem sự kết hợp của các loại khoáng chất nào có thể tái hiện chính xác nhất dữ liệu quan sát thực tế. Họ đã thực hiện các thí nghiệm với nhiều "công thức" khác nhau để tạo ra thành phần chứa sắt có màu đỏ, sau đó dùng chính các thiết bị như trên tàu thăm dò để phân tích chúng. Kết quả mang lại vô cùng bất ngờ.
Một ứng cử viên mới đã xuất hiện, có khả năng mô tả dữ liệu thực tế về sao Hỏa cao hơn cả hematit - "kẻ tình nghi" cổ điển mà chúng ta vẫn nghĩ bấy lâu nay. Đó chính là một loại sắt oxit khác có tên là ferrihydrite. Các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng công thức kết hợp bazan và ferrihydrite theo tỷ lệ khoảng 2:1 tái hiện dữ liệu thực tế chính xác nhất. Ferrihydrite có điểm khác biệt quan trọng so với hematit: ngoài sắt và oxy, nó còn chứa cả nước (H2O). Trong khi hematit hình thành tốt nhất trong môi trường khô và nóng, thì ferrihydrite lại hình thành dễ dàng hơn trong môi trường có nhiệt độ tương đối thấp và có nước chảy.
Thú vị là, nghiên cứu này cũng cho thấy trên Trái đất đã tồn tại loại đất tương tự với mẫu thử nghiệm được tạo ra từ công thức này. Đó là thành phần màu đỏ hình thành tại nơi nước nhỏ giọt trong một hang động ở Bồ Đào Nha, hay những hòn đá đỏ hình thành ở các dòng suối tại Block Island, Mỹ. Tại những nơi có nước chảy, đá đỏ hình thành, nhưng ngay bên cạnh đó, ở nơi không có nước, chúng lại không xuất hiện.
Điều này gợi ý một phương án thay thế khá hay cho những ai muốn đến sao Hỏa nhưng vẫn phải "mắc kẹt" trên Trái đất. Không cần đi đâu xa, chỉ cần đến một góc hang động ở Bồ Đào Nha hay bên bờ suối ở Block Island, chạm vào những tảng đá đỏ đó, bạn sẽ có cảm giác như đang chạm tay vào đá đỏ trên sao Hỏa vậy. Thậm chí, nếu lên được sao Hỏa, bạn cũng không thể cởi bộ đồ phi hành gia ra để chạm vào bề mặt hành tinh bằng tay trần. Phải chăng đây chính là nơi bạn có thể cảm nhận chân thực nhất kết cấu của sao Hỏa!
Ferrihydrite không chỉ cần nước mà còn cần oxy trong không khí để hình thành. Vì vậy, nếu kết quả nghiên cứu này là chính xác — rằng màu đỏ của sao Hỏa là do ferrihydrite chứ không phải hematit — thì có khả năng sao Hỏa thực sự đã từng giàu nước và oxy hơn nhiều so với những gì chúng ta từng kỳ vọng. Điều này gợi mở khả năng cách đây hàng trăm triệu năm, sao Hỏa đã từng có các dạng sống và hệ sinh thái đa dạng không thua kém gì Trái đất.
Hơn nữa, nếu ngay từ khi mới hình thành, sao Hỏa không phải là thế giới khô cằn màu đỏ như bây giờ mà từng có thời kỳ màu mỡ, giàu nước và oxy, thì quan điểm về "Địa cầu hóa" (Terraforming) sao Hỏa cũng cần phải thay đổi đáng kể. Đó không phải là một dự án phát triển khổng lồ nhằm tạo ra môi trường sống lần đầu tiên cho một hành tinh vốn chưa bao giờ có nước và oxy, mà phải được coi là một dự án khôi phục vĩ đại nhằm đưa sao Hỏa trở về với dáng vẻ rực rỡ ban đầu.
Cuối cùng, để biết chính xác lý do vì sao sao Hỏa có màu đỏ rực rỡ và liệu chúng ta có thể thực sự đến đó để sinh sống hay không, cách duy nhất là phải trực tiếp bay đến đó và mang các mẫu vật trở về. Thực tế, sự hiểu biết của chúng ta về Mặt trăng cũng đã có bước tiến lớn nhờ các sứ mệnh Apollo trong những năm 1960-1970. Không ngoa khi nói rằng hầu hết những gì chúng ta biết về nguồn gốc Mặt trăng ngày nay đều đến từ việc phân tích kỹ lưỡng các mẫu đá mà các phi hành gia đã trực tiếp mang về.
Tương tự, các nhà thiên văn học đang chuẩn bị cho một sứ mệnh lịch sử: mang mẫu vật từ sao Hỏa trở về. Đội tiên phong đã đến sao Hỏa từ lâu. Tàu thăm dò Perseverance đang miệt mài khoan khắp nơi trên bề mặt sao Hỏa để thu thập các mẫu vật vào những viên nang nhỏ. Các nhà khoa học dự kiến sẽ gửi đội tiếp viện đến sao Hỏa vào khoảng năm 2030. Perseverance sẽ bàn giao các viên nang đã thu thập cho đội tiếp viện, sau đó chúng sẽ được đưa lên một tên lửa nhỏ và bắn về phía Trái đất như một quả tên lửa.
Nếu sứ mệnh lịch sử "Mars Sample Return" này thành công, dù chúng ta vẫn đang bị "giam giữ" trên Trái đất, chúng ta sẽ có trong tay những mẫu đất và đá đỏ được lấy trực tiếp từ sao Hỏa. Đáng tiếc là hiện tại sứ mệnh đang bị tạm dừng do vấn đề ngân sách, nhưng hy vọng rằng mọi khó khăn sẽ được vượt qua và những "báu vật" mà Perseverance đã dày công thu thập sẽ được đưa về các phòng thí nghiệm trên Trái đất. Liệu những viên nang đó, được gửi đến qua "dịch vụ giao hàng bằng tên lửa", sẽ chứa đựng tin tức tuyệt vọng hay những hy vọng mới cho những người đang mơ về việc định cư trên sao Hỏa? Chúng ta chỉ cần chờ đợi thêm một chút nữa thôi.
Tham khảo
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56970-z
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Anh yêu mèo và vũ trụ. Từ khi còn nhỏ, sau khi xem bộ phim "Galaxy Express 999", anh đã nuôi ước mơ giới thiệu vẻ đẹp của vũ trụ đến mọi người. Hiện anh đang nghiên cứu về sự tiến hóa của các thiên hà thông qua tương tác tại Trung tâm Nghiên cứu Tiến hóa Thiên hà và Phòng thí nghiệm Vũ trụ học tại Đại học Yonsei. Anh cũng tích cực tham gia các hoạt động truyền thông khoa học như thuyết trình và viết lách. Anh là tác giả của các cuốn sách như 'Đài thiên văn đang yêu', 'Nghĩ về vũ trụ suốt cả ngày', 'Ngôi sao, khoa học của ánh sáng', v.v.