Hỏa tinh: Những câu hỏi chờ được trả lời

Người Trung Hoa cổ đại gọi Hỏa tinh là “ngôi sao lửa”, và các nhà khoa học vẫn đang bừng bừng khí thế với những câu hỏi về Hành tinh Đỏ. Sau hàng tá phi thuyền đã từng đến sao Hỏa, vẫn còn nhiều điều chưa biết về thế giới đó. Dưới đây là một số bí ẩn lớn nhất chưa có câu trả lời.

Tại sao sao Hỏa có hai bộ mặt?

Trong hàng thập niên qua, các nhà khoa học vẫn thấy khó hiểu trước sự khác biệt giữa hai phía của Hỏa tinh. Bán cầu bắc của hành tinh lửa bằng phẳng và thấp – nó là một trong những nơi phẳng nhất, bằng nhất trong hệ mặt trời, có khả năng là do nước đã từng chảy trên bề mặt Hỏa tinh.

Trong khi đó, nửa phía nam của bề mặt Hỏa tinh thì gồ ghề và nhiều hang hố, và cao hơn từ 4 đến 8 km so với vùng bồn địa phía bắc. Bằng chứng mới đây cho thấy sự khác biệt lớn giữa hai nửa nam và bắc của hành tinh đỏ có nguyên nhân là do một thiên thạch khổng lồ đã lao vào Hỏa tinh hồi cách nay đã lâu lắm rồi.

Ảnh chụp vùng cực bắc của Hỏa tinh vào ngày hạ chí của bán cầu bắc. Ảnh chụp của phi thuyền Mars Express (Người đưa tin sao Hỏa) vào ngày 17 tháng 5, 2010.

Khí methane trên sao Hỏa có nguồn gốc từ đâu?

Methane — phân tử hữu cơ đơn giản nhất – lần đầu tiên được phát hiện ra trong khí quyển Hỏa tinh bởi phi thuyền vũ trụ Mars Express của Cơ quan vũ trụ châu Âu (ESA) vào năm 2003. Trên Trái đất, phần lớn lượng methane trong khí quyển được tạo ra bởi sự sống, ví dụ như gia súc tiêu hóa thức ăn. Người ta nghi ngờ rằng methane bền trong khí quyển Hỏa tinh chỉ trong khoảng 300 năm, cho nên cho dù cái gì đang tạo ra chất khí này thì nó chỉ mới diễn ra trong thời gian gần đây.

Tuy nhiên, có những cách tạo ra khí methane mà không cần sự sống, ví dụ như hoạt động núi lửa. Phi thuyền vũ trụ ExoMars của ESA đã được lên kế hoạch phóng vào năm 2016 sẽ nghiên cứu thành phần hóa học của khí quyển Hỏa tinh để tìm hiểu thêm về chất khí methane này.

Minh họa phi thuyền vũ trụ Mars Express trên Hành tinh Đỏ

Nước lỏng có chảy trên bề mặt Hỏa tinh ngày nay không?

Mặc dù có những lượng lớn bằng chứng cho thấy nước lỏng đã từng chảy trên bề mặt Hỏa tinh, nhưng nó vẫn còn là một câu hỏi mở. Áp suất khí quyển của Hành tinh Đỏ quá thấp (khoảng bằng 1/100 áp suất khí quyển của Trái đất) để cho nước lỏng tồn tại trên mặt. Tuy nhiên, những rãnh hẹp, tối, nhìn thấy trên những sườn dốc sao Hỏa gợi ý rằng nước muối có thể đang chảy xuống chúng vào mỗi mùa xuân sang.

Hình ảnh kết hợp ảnh chụp từ trên quỹ đạo với mô phỏng 3D cho thấy những dòng chảy xuất hiện vào mùa xuân và mùa hè trên một sườn dốc của Hố Newton trên sao Hỏa

Có những đại dương trên sao Hỏa hay không?

Vô số sứ mệnh lên sao Hỏa đều làm sáng tỏ khá nhiều đặc điểm trên Hành tinh Đỏ cho thấy nó từng đủ ấm cho nước lỏng chảy trên khắp bề mặt của nó. Những đặc điểm này bao gồm cái trông tựa như những đại dương mênh mông, những mạng lưới thung lũng, những đồng bằng châu thổ và những khoáng chất cần có nước để hình thành.

Tuy nhiên, những mô hình hiện nay của khí hậu Hỏa tinh thời sơ khai không thể giải thích làm thế nào nhiệt độ ấm như thế có thể tồn tại, vì mặt trời khi ấy bức xạ yếu hơn nhiều, khiến một số người nghi vấn những đặc điểm này có thể được tạo ra bởi gió hay những cơ chế khác hay không. Tuy nhiên, có bằng chứng cho thấy Hỏa tinh thời cổ đại đủ ấm để cho nước lỏng tồn tại ở ít nhất là một nơi trên bề mặt của nó. Những kết quả khác gợi ý rằng Hỏa tinh cổ đại từng lạnh và ẩm, không lạnh và khô cũng không nóng và ẩm, như người ta thường nghĩ.

Có lẽ từng có những đại dương trên sao Hỏa hồi 3 tỉ năm trước

Có sự sống trên sao Hỏa hay không?

Phi thuyền đầu tiên tiếp đất thành công trên sao Hỏa, tàu Viking 1 của NASA, đã khai màn một bí ẩn vẫn chưa có lời giải: Có bằng chứng của sự sống trên sao Hỏa hay không? Viking là nỗ lực đầu tiên của con người tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa, và những kết quả của nó ngày nay vẫn gây tranh cãi kịch liệt. Viking đã phát hiện ra các phân tử hữu cơ như methyl chloride và dichloromethane. Tuy nhiên, những hợp chất này bị xem là chất nhiễm bẩn có nguồn gốc địa cầu – ấy là chất lỏng làm sạch phi thuyền lúc nó vẫn còn ở trên Trái đất.

Bề mặt Hỏa tinh rất khắc nghiệt cho sự sống mà chúng ta biết, nó lạnh lẽo, khô cằn, đầy bức xạ, và nhiều yếu tố khác nữa. Tuy nhiên, có vô số ví dụ của sự sống vẫn tồn tại trong những môi trường cực độ trên Trái đất, ví dụ như trong đất đá lạnh lẽo, khô cằn của Thung lũng Khan Nam cực và sa mạc Atacama siêu cằn cỗi ở Chile.

Có sự sống tồn tại hầu như ở mọi nơi có nước lỏng trên Trái đất, và khả năng đã từng có những đại dương trên sao Hỏa khiến nhiều người nghi vấn sự sống có từng tiến hóa trên sao Hỏa hay không và, nếu có, hiện nay có còn không. Trả lời những câu hỏi này có thể giúp làm sáng tỏ làm thế nào sự sống như thường gặp có thể hay không thể sinh sôi trong phần còn lại của vũ trụ.

Những quả cầu nhỏ tìm thấy ở vùng Meridiani Planum chủ yếu gồm khoáng chất hematite – một mảnh bằng chứng cho thấy nước từng chảy qua khu vực này

Phải chăng sự sống trên Trái đất được gieo mầm từ sao Hỏa?

Những thiên thạch tìm thấy ở Nam Cực có xuất xứ từ sao Hỏa – chúng đã bị đánh bật khỏi Hành tinh Đỏ bởi những cú va chạm vũ trụ. Chúng có những cấu trúc na ná như những cấu trúc do vi khuẩn gây ra trên Trái đất. Mặc dù nhiều nghiên cứu kể từ đó đề xuất nguyên nhân hóa học chứ không phải nguyên nhân sinh học cho những cấu trúc này, nhưng tranh luận vẫn tiếp tục diễn ra. Những kết quả này làm tăng thêm khả năng trêu ngươi rằng sự sống trên Trái đất thật sự có xuất xứ trên sao Hỏa từ thời xa xưa, và được các thiên thạch mang đến hành tinh này.

Những đợt bắn phá mạnh hồi 3,9 tỉ năm trước có khả năng đã mang sự sống đến cho địa cầu của chúng ta

Con người có thể sống trên sao Hỏa hay không?

Để trả lời câu hỏi sự sống có từng tồn tại trên sao Hỏa hay không, có lẽ người ta cần đích thân đi tới nơi và tìm kiếm.

Kế hoạch hồi năm 1969 của NASA là có một sứ mệnh sao Hỏa có con người vào năm 1981 và một căn cứ sao Hỏa lâu dài vào năm 1988. Tuy nhiên, những chuyến du hành liên hành tinh có con người tham gia trực tiếp mang đến những thách thức khoa học và kĩ thuật rất lớn. Một là phải đương đầu với khả năng chết trên đường đi – các vấn đề thức ăn, nước uống và oxygen, các tác dụng có hại của tình trạng không trọng lượng, những nguy hiểm tiềm tàng ví dụ như lửa và bức xạ và thực tế những nhà du hành như thế sẽ phải đi xa hàng triệu dặm đường từ sự hỗ trợ và giam cầm chung với nhau trong hàng năm trời. Việc hạ cánh, làm việc, sinh sống trên một hành tinh khác và rồi trở về từ nó sẽ mang lại những thách thức rất lớn.

Tuy nhiên, các nhà du hành có vẻ hăm hở muốn dấn thân tìm kiếm. Ví dụ, trong năm 2012, sáu tình nguyện viên đã sống trong một phi thuyền vũ trụ giả trong gần một năm rưỡi trời trong cái gọi là dự án Mars500, thí nghiệm mô phỏng sự du hành vũ trụ lâu ngày nhất từng được thực hiện, nhắm tới việc triển khai một sứ mệnh có con người lên sao Hỏa từ lúc bắt đầu cho đến kết thúc. Thậm chí có vô số tình nguyện viên sẵn sàng cho những chuyến đi một chiều lên Hành tinh Đỏ. Những vi khuẩn ăn đá nhỏ xíu có thể khai khoáng những tài nguyên quý ngoài địa cầu từ sao Hỏa và lát đường cho những chuyến khai hoang đầu tiên, và những người nông dân có thể trồng trọt hoa màu trên mặt đất Hỏa tinh. Bí ẩn con người sẽ có thể đi lên sao Hỏa hay không phụ thuộc phần lớn vào những nhà cầm quyền có bị thuyết phục để thông qua những dự án đi lên đó hay không mà thôi.

Thí nghiệm Mars500

Trần Nghiêm dịch
Nguồn: Space.com