Sự sống trên sao Hoả có thể đã tồn tại gần đây hơn nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ

Minh họa về quá trình tính toán làm mát bồn trũng và sự tiếp nhận từ hóa. Nguồn: Nature Communications

Câu hỏi "khi nào" đặc biệt đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Cổ từ tính của Harvard thuộc Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh. Một bài báo mới trên tạp chí Nature Communications đưa ra luận điểm thuyết phục nhất của họ cho đến nay rằng từ trường hỗ trợ sự sống của sao Hỏa có thể tồn tại cho đến khoảng 3,9 tỷ năm trước, so với ước tính trước đó là 4,1 tỷ năm – tức là gần đây hơn hàng trăm triệu năm.

Nghiên cứu được đứng đầu bởi Sarah Steele, một sinh viên thuộc Trường Cao học Nghệ thuật và Khoa học Griffin, người đã sử dụng mô phỏng và mô hình máy tính để ước tính tuổi của "dynamo" (động cơ từ) của sao Hỏa, hay từ trường toàn cầu được tạo ra bởi sự đối lưu trong lõi sắt của hành tinh, tương tự như trên Trái đất. Cùng với tác giả chính là Roger Fu, Phó Giáo sư John L. Loeb về Khoa học Tự nhiên, nhóm nghiên cứu đã củng cố thêm một giả thuyết mà họ lần đầu tiên đưa ra vào năm ngoái rằng động cơ từ của sao Hỏa, có khả năng giúp đẩy lùi các tia vũ trụ gây hại, tồn tại lâu hơn so với các ước tính hiện hành.

Quan điểm của họ phát triển từ các thí nghiệm mô phỏng chu kỳ làm mát và từ hóa của các miệng núi lửa khổng lồ trên bề mặt Sao Hoả. Được biết đến là các khu vực chỉ có từ tính yếu, những lưu vực va chạm được nghiên cứu kỹ lưỡng này đã khiến các nhà nghiên cứu cho rằng chúng hình thành sau khi động cơ từ ngừng hoạt động.

Dòng thời gian này được giả định dựa trên các nguyên lý cơ bản của cổ từ học, hoặc nghiên cứu từ trường tiền sử của một hành tinh. Các nhà khoa học biết rằng các khoáng chất sắt từ trong đá sẽ tự sắp xếp thẳng theo hướng của từ trường xung quanh khi đá còn nóng, nhưng các từ trường nhỏ này sẽ "bị khóa" khi đá nguội đi. Điều này biến các khoáng chất thành các từ trường hóa thạch, có thể được nghiên cứu hàng tỷ năm sau đó.

Khi quan sát các lưu vực trên sao Hỏa có từ trường yếu, các nhà khoa học phỏng đoán chúng ban đầu được hình thành giữa những khối đá nóng trong thời kỳ không có từ trường mạnh nào khác tồn tại - nói cách khác, là sau khi động cơ từ của hành tinh đã ngừng hoạt động.

Tóm tắt các giới hạn trong lịch sử từ trường của Sao Hoả. Nguồn: Nature Communications

Tuy nhiên, Steele cho rằng việc động cơ từ ngừng hoạt động sớm không nhất thiết để giải thích cho những miệng núi lửa phần lớn bị khử từ đó. Thay vào đó, họ lập luận rằng các miệng núi lửa được hình thành trong khi động cơ từ của sao Hỏa đang trải qua quá trình đảo cực – khi cực bắc và cực nam hoán đổi vị trí – điều mà thông qua mô phỏng máy tính, có thể giải thích tại sao các lưu vực va chạm lớn này chỉ có tín hiệu từ tính yếu ngày nay. Quá trình đảo cực từ cũng xảy ra trên Trái Đất sau khoảng vài trăm ngàn năm.

"Về cơ bản, chúng tôi đang chứng minh rằng có thể không bao giờ có lý do chính đáng nào để cho rằng động cơ từ của sao Hỏa ngừng hoạt động sớm", Steele cho biết.

Kết quả của họ được xây dựng dựa trên công trình trước đó, lần đầu tiên làm đảo lộn các mốc thời gian về khả năng có sự sống trên sao Hỏa.. Họ đã sử dụng một thiên thạch sao Hỏa nổi tiếng, Allan Hills 84001, và một kính hiển vi kim cương lượng tử mạnh mẽ trong phòng thí nghiệm của Fu, để suy ra rằng một từ trường tồn tại đến khoảng  3,9 tỷ năm trước bằng cách nghiên cứu các dạng từ tính khác nhau trong các lát cắt mỏng của đá.

Steele chia sẻ rằng việc phá vỡ một lý thuyết lâu đời đôi khi cũng gây ra lo lắng, nhưng họ đã nhận được sự ủng hộ bởi một cộng đồng các nhà nghiên cứu hành tinh, những người cởi mở với các diễn giải và khả năng mới. 

"Chúng tôi đang cố gắng trả lời những câu hỏi quan trọng về cách mọi thứ đã hình thành như thế nào, thậm chí tại sao toàn bộ hệ mặt trời lại như bây giờ", Steele nói. "Các từ trường hành tinh là công cụ tốt nhất để trả lời những câu hỏi đó, và là một trong những cách duy nhất chúng ta có để tìm hiểu về cấu trúc sâu bên trong và và lịch sử sơ khai của các hành tinh."

Nguồn bài viết: https://phys.org/news/2024-10-mars-habitable-thought.html

Xử lý tin: Phương Hà