Bản đồ cho thấy các mỏ khoáng sản trên khắp hành tinh và đã được tạo ra một cách tỉ mỉ trong thập kỷ qua bằng cách sử dụng dữ liệu từ Đài quan sát Mars Express Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) của ESA và Hình ảnh Trinh sát Nhỏ gọn của Quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa của NASA Thiết bị quang phổ cho sao Hỏa (CRISM).
Cụ thể, bản đồ hiển thị các vị trí và lượng khoáng chất chứa nước. Đây là những loại đá đã bị thay đổi về mặt hóa học do tác động của nước trong quá khứ và thường bị biến đổi thành đất sét và muối.
Bản đồ toàn cầu về khoáng chất ngậm nước trên sao Hỏa
Trên Trái đất, đất sét hình thành khi nước tương tác với đá, với các điều kiện khác nhau tạo ra các loại đất sét khác nhau. Ví dụ, các khoáng sét như smectite và vermiculite hình thành khi một lượng nước tương đối nhỏ tương tác với đá và do đó giữ lại hầu hết các nguyên tố hóa học giống như đá núi lửa ban đầu. Trong trường hợp của smectite và vermiculite, các nguyên tố đó là sắt và magiê. Khi lượng nước tương đối nhiều, đá có thể bị biến đổi nhiều hơn. Các nguyên tố hòa tan có xu hướng bị mang đi để lại các loại đất sét giàu nhôm như cao lanh.
Điều ngạc nhiên lớn là sự phổ biến của các khoáng chất này. Mười năm trước, các nhà khoa học hành tinh đã biết về khoảng 1000 vết nứt trên sao Hỏa. Điều này khiến chúng trở nên thú vị như những điều kỳ lạ về địa chất. Tuy nhiên, bản đồ mới đã đảo ngược tình thế, tiết lộ hàng trăm nghìn khu vực như vậy ở những nơi lâu đời nhất trên hành tinh.
John Carter, Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) và Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), cho biết: “Công trình này hiện đã chứng minh rằng khi bạn đang nghiên cứu chi tiết các địa hình cổ đại, việc không nhìn thấy các khoáng chất này thực sự là một điều kỳ lạ. Đại học Paris-Saclay và Đại học Aix Marseille, Pháp.
Đây là một sự thay đổi mô hình cho sự hiểu biết của chúng ta về lịch sử của hành tinh đỏ. Từ số lượng nhỏ hơn các khoáng chất chứa nước mà trước đây chúng ta biết là có mặt, có thể nước bị hạn chế về mức độ và thời gian tồn tại. Giờ đây, không còn nghi ngờ gì nữa, nước đóng một vai trò to lớn trong việc định hình địa chất trên khắp hành tinh.
Bây giờ, câu hỏi lớn là liệu nước có dai dẳng hay chỉ giới hạn trong các đợt ngắn hơn, dữ dội hơn. Mặc dù chưa đưa ra câu trả lời dứt khoát, nhưng kết quả mới chắc chắn cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ tốt hơn để theo đuổi câu trả lời.
John nói: “Tôi nghĩ rằng chúng ta đã cùng nhau đơn giản hóa sao Hỏa. Ông giải thích rằng các nhà khoa học hành tinh có xu hướng nghĩ rằng chỉ có một số loại khoáng chất đất sét trên Sao Hỏa được tạo ra trong thời kỳ ẩm ướt của nó, sau đó khi nước dần cạn kiệt, muối được tạo ra trên khắp hành tinh.
Bản đồ mới này cho thấy nó phức tạp hơn người ta nghĩ trước đây. Mặc dù nhiều loại muối trên sao Hỏa có lẽ đã hình thành muộn hơn so với đất sét, nhưng bản đồ cho thấy nhiều trường hợp ngoại lệ khi có sự pha trộn mật thiết giữa muối và đất sét, và một số loại muối được cho là lâu đời hơn một số loại đất sét.
“Sự phát triển từ nhiều nước sang không có nước không rõ ràng như chúng ta nghĩ, nước không chỉ dừng lại sau một đêm. Chúng tôi nhận thấy sự đa dạng to lớn của các bối cảnh địa chất, do đó không một quy trình hay dòng thời gian đơn giản nào có thể giải thích sự tiến hóa của khoáng vật học trên Sao Hỏa. Đó là kết quả đầu tiên của nghiên cứu của chúng tôi. Thứ hai là nếu bạn loại trừ các quá trình sự sống trên Trái đất, sao Hỏa thể hiện sự đa dạng về khoáng vật học trong môi trường địa chất giống như Trái đất,” ông nói.
Nói cách khác, chúng ta càng xem xét kỹ càng, quá khứ của sao Hỏa càng trở nên phức tạp hơn.
Khoáng chất giàu nước tại miệng núi lửa Jezero
Các công cụ OMEGA và CRISM rất phù hợp với cuộc khảo sát này. Bộ dữ liệu của họ có tính bổ sung cao, hoạt động trên cùng dải bước sóng và nhạy cảm với cùng loại khoáng chất. CRISM cung cấp duy nhất hình ảnh quang phổ có độ phân giải cao của bề mặt (xuống tới 15m/pixel) cho các mảng sao Hỏa có tính cục bộ cao và làm cho nó trở nên phù hợp nhất để lập bản đồ các vùng quan tâm nhỏ, chẳng hạn như các điểm hạ cánh của xe tự hành. Ví dụ: bản đồ cho thấy miệng núi lửa Jezero nơi tàu thám hiểm Kiên trì năm 2020 của NASA hiện đang khám phá, hiển thị nhiều loại khoáng chất ngậm nước phong phú.
Mặt khác, OMEGA cung cấp phạm vi phủ sóng toàn cầu của Sao Hỏa ở độ phân giải quang phổ cao hơn và với tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tốt hơn. Điều này làm cho nó phù hợp hơn cho việc lập bản đồ toàn cầu và khu vực, đồng thời phân biệt giữa các khoáng chất biến đổi khác nhau.
Các kết quả được trình bày trong một cặp bài báo, được viết bởi John, Lucie Riu và các đồng nghiệp. Lucie đã ở Viện Khoa học Vũ trụ và Du hành vũ trụ (ISAS), Cơ quan Khám phá Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA), Sagamihara, Nhật Bản, khi một phần công việc được thực hiện nhưng hiện là Nghiên cứu viên của ESA tại Trung tâm Thiên văn học Vũ trụ Châu Âu (ESAC) của ESA ở Madrid.
Với những phát hiện cơ bản trong tay, Lucie quyết định thực hiện bước tiếp theo và định lượng lượng khoáng chất có mặt. Cô ấy nói: “Nếu chúng ta biết vị trí và tỷ lệ phần trăm của mỗi khoáng chất, nó sẽ cho chúng ta ý tưởng tốt hơn về cách những khoáng chất đó có thể được hình thành.
Công việc này cũng cung cấp cho các nhà hoạch định sứ mệnh một số ứng cử viên sáng giá cho các địa điểm đổ bộ trong tương lai – vì hai lý do. Đầu tiên, các khoáng chất nước vẫn chứa các phân tử nước. Cùng với các vị trí đã biết của nước-băng bị chôn vùi, điều này cung cấp các vị trí khả thi để khai thác nước nhằm Sử dụng Tài nguyên Tại chỗ, chìa khóa để thiết lập các căn cứ của con người trên Sao Hỏa. Đất sét và muối cũng là vật liệu xây dựng phổ biến trên Trái đất.
Khoáng chất giàu nước tại Oxia Planum
Thứ hai, ngay cả trước khi con người lên sao Hỏa, các khoáng chất chứa nước đã cung cấp những địa điểm tuyệt vời để thực hiện khoa học. Là một phần của chiến dịch lập bản đồ khoáng sản này, địa điểm giàu đất sét Oxia Planum đã được phát hiện. Những loại đất sét cổ đại này bao gồm các khoáng chất giàu sắt và magiê của smectite và vermiculite. Chúng không chỉ có thể giúp mở khóa khí hậu trong quá khứ của hành tinh mà còn là những địa điểm hoàn hảo để điều tra xem liệu sự sống có từng bắt đầu trên sao Hỏa hay không. Do đó, Oxia Planum đã được đề xuất và cuối cùng được chọn làm địa điểm hạ cánh cho xe tự hành Rosalind Franklin của ESA.
Lucie nói: “Đây là điều tôi quan tâm và tôi nghĩ loại công việc lập bản đồ này sẽ giúp mở ra những nghiên cứu đó trong tương lai.
Như mọi khi đối phó với sao Hỏa, chúng ta càng tìm hiểu về hành tinh này, nó càng trở nên hấp dẫn.
Ghi chú cho biên tập viên
Danh mục quỹ đạo sao Hỏa về chữ ký thay đổi nước (MOCAAS) của J. Carter và cộng sự được đăng trên báo chí vào năm Icarus.
Dự án M3: 3 – Sự phân bố dồi dào toàn cầu của silicat ngậm nước tại Sao Hỏa của L. Riu et al được xuất bản trong IcarusTập 374, 2022.
Vui lòng liên lạc để biết thêm thông tin:
Quan hệ Truyền thông ESA
media@Khoa học