Cực nam của sao Hỏa được tàu quỹ đạo Mars Express nhìn thấy - Ảnh: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
Sao Hỏa của quá khứ và sao Hỏa của hiện tại là hai thứ rất khác nhau. Hơn ba tỉ năm trước, hành tinh đỏ này ngập tràn nước. Không như hiện tại, khi các lòng sông, đồng bằng và lưu vực đại dương đã hoàn toàn khô cạn.
Theo tạp chí Time, các nhà khoa học đưa ra lời giải thích dựa trên quan điểm rằng khi hành tinh này mất đi từ trường, nó mất đi sự bảo vệ khỏi gió mặt trời, luồng gió này đã tước đi phần lớn bầu khí quyển của hành tinh và nước ở đây cũng theo đó mà thoát ra ngoài không gian.
Nhưng đó chỉ là "phần lớn". Một sự thật ít người biết là ở đây có rất nhiều nước tồn tại ở dạng băng ẩn sâu trong các chỏm cực của sao Hỏa. Lượng nước này tương đương với lượng nước tồn tại trong lớp băng ở Greenland của Trái đất.
Đối với các nhà khoa học đang ngày đêm tìm kiếm sự sống bên ngoài Trái đất, nước là một trong các yếu tố quan trọng.
Một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Astronomy gần đây đã gợi ý rằng có thể có một hồ nước bị chôn vùi bên dưới lớp băng ở cực nam sao Hỏa, với độ dài có thể lên tới 30 km và được giữ ấm bằng địa nhiệt (nhiệt độ từ lõi hành tinh).
Manh mối về sự hiện diện của nước bên dưới cực nam của sao Hỏa đến từ tàu quỹ đạo Mars Express của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA). Năm 2018, con tàu đã tiến hành kiểm tra radar quanh khu vực chỏm băng Ultimi Scopuli, và trả lại kết quả là các bản quét cho thấy một khu vực có độ phản xạ cao với tần suất phù hợp với một lượng lớn nước lỏng.
Một phát hiện như vậy bên dưới một mỏm băng ở Trái đất hoàn toàn là điều bình thường. Trọng lượng quá lớn của các tảng băng dày thường tạo ra đủ áp lực để sinh nhiệt, dẫn đến việc băng hóa lỏng sâu bên dưới bề mặt.
Nhưng có hai vấn đề với phát hiện của Mars Express. Thứ nhất, nhiệt độ băng giá ở các cực của sao Hỏa phải đủ để vượt trội hơn sự nóng lên do áp suất gây ra, giữ cho băng luôn ở trạng thái rắn.
Thứ hai, ngoài nước thì cũng có những "thứ" khác phản xạ lại với tần số tương tự như nước, như các khoáng chất mang kim loại và đất sét ngậm nước. Điều này cho thấy những phát hiện của Mars Express cũng có thể chỉ là một ảo ảnh.
Nhưng Mars Express không phải là vệ tinh sao Hỏa duy nhất khảo sát khối băng Ultimi Scopuli, NASA cũng đã có những cuộc khảo sát tương tự.
Trong suốt quá trình thực hiện sứ mệnh kéo dài từ năm 1997 đến năm 2006, vệ tinh khảo sát toàn sao Hỏa của NASA đã sử dụng máy đo độ cao laser.
Trả về kết quả là trải dài trên diện rộng từ 10 đến 15 km của Ultimi Scopuli là một bề mặt nhấp nhô rõ rệt - với lớp băng ẩn sâu 4m dưới địa hình xung quanh và bề nổi cao hơn 7m. Cấu trúc nhấp nhô này tương tự như trên Trái đất, nơi phần lớn hiện tượng xảy ra do dòng nước thượng nguồn và hạ lưu.
Câu hỏi về những gì đang xảy ra bên dưới lớp băng ở Ultimi Scopuli vẫn còn bị bỏ ngỏ. Nhưng giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế do nhà địa lý và vật lý học Neil Arnold thuộc Đại học Cambridge, Anh dẫn đầu đã đưa ra kết luận rằng thực sự có một hồ nước tại cực nam của sao Hỏa.
Khẳng định này dựa trên các mô hình máy tính, bắt đầu với dữ liệu do hai vệ tinh kể trên gửi về. Chúng đã bổ sung nhiều biến số bao gồm cả mô phỏng ma sát dưới bề mặt do băng hoặc nước gây ra, độ sâu thay đổi của hồ dưới bề mặt theo lý thuyết, cũng như lượng địa nhiệt bên dưới bề mặt sao Hỏa trong lịch sử địa chất.
Bất kể họ chạy các biến như thế nào, kịch bản dễ xảy ra nhất mà mô hình đưa ra là thực sự có một cái hồ bên dưới lớp băng của Ultimi Scopuli, một cái hồ đã được giữ ấm bằng cách làm nóng địa nhiệt.
"Sự kết hợp của các bằng chứng địa hình mới, cộng với kết quả mô hình máy tính của chúng tôi và dữ liệu radar đã góp phần củng cố cho khả năng có ít nhất một khu vực nước lỏng ẩn sâu dưới lớp băng trên sao Hỏa", ông Arnold cho biết trong một tuyên bố liên quan đến nghiên cứu.
Điều này có thể có những tác động gì liên quan đến sự sống trên sao Hỏa hay không thì ta vẫn chưa biết. Nhưng có kha khá các hành tinh trong Hệ Mặt trời ẩn chứa những đại dương ấm áp, như Mặt trăng Europa của sao Mộc và Mặt trăng Enceladus của sao Thổ.
Vào tháng 10 năm 2024, NASA sẽ phóng tàu vũ trụ Europa Clipper để thu thập các dữ liệu mới từ Mặt trăng Europa và xem xét chúng.
Hiện tại, không có sứ mệnh nào tương tự đối với các cực sao Hỏa được lên kế hoạch, nhưng Neil Arnold cho biết: "Chúng tôi đã nhận được nguồn dữ liệu chất lượng từ sao Hỏa, từ vệ tinh quỹ đạo cũng như từ tàu đổ bộ.
Chúng tôi có thể dựa vào đó và đưa ra các câu trả lời thích đáng cho những câu hỏi khó nhằn về điều kiện sống trên và dưới bề mặt hành tinh. Thật thú vị khi sử dụng những kỹ thuật này để tìm hiểu về các hành tinh khác ngoài hành tinh của chúng ta".
