Núi lửa phun trào, khoáng sản quý hiếm bung tràn trên sao Hỏa

[miro1510]

Việc phát hiện ra tridymite trong đá bùn ở miệng núi lửa Gale trên sao Hỏa là một trong những quan sát đáng ngạc nhiên nhất mà tàu thám hiểm Curiosity đã thực hiện được.

Các nhà khoa học hành tinh từ Đại học Rice, Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA và Viện Công nghệ California đã có câu trả lời cho một bí ẩn gây hoang mang cho cộng đồng nghiên cứu sao Hỏa kể từ khi tàu thám hiểm Curiosity của NASA phát hiện ra một khoáng chất có tên là tridymite trong miệng núi lửa Gale trên Hỏa tinh.

Tridymite là một dạng thạch anh ở nhiệt độ cao, áp suất thấp, cực kỳ hiếm trên Trái đất, và người ta không rõ ngay lập tức làm thế nào mà một phần cô đặc của nó lại hình thành trong miệng núi lửa Gale, Hỏa tinh.

Miệng núi lửa Gale được chọn làm nơi đổ bộ của Curiosity do có khả năng nó từng chứa nước lỏng, và tàu Curiosity đã tìm thấy bằng chứng xác nhận Miệng núi lửa Gale là một hồ nước cách đây gần 1 tỷ năm.

"Việc phát hiện ra tridymite trong đá bùn ở miệng núi lửa Gale là một trong những quan sát đáng ngạc nhiên nhất mà tàu thám hiểm Curiosity đã thực hiện được trong 10 năm khám phá sao Hỏa", Kirsten Siebach, đồng tác giả của một nghiên cứu được công bố trực tuyến trên Earth and Planetary Science cho biết.

Ông nói: "Tridymite thường được kết hợp với các hệ thống núi lửa tiến hóa, tạo thành thạch anh trên Trái đất, nhưng chúng tôi đã tìm thấy nó ở đáy hồ cổ trên sao Hỏa, nơi hầu hết các núi lửa còn rất nguyên thủy”.

Để tìm ra câu trả lời cho bí ẩn, Kirsten Siebach đã hợp tác với hai nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong nhóm nghiên cứu của mình, đó là Elizabeth Rampe của NASA và Paula Antoshechkina của Caltech.

Siebach và các đồng nghiệp bắt đầu đánh giá lại dữ liệu từ mọi phát hiện tridymite được báo cáo trên Trái đất.

Họ cũng xem xét các tài liệu núi lửa từ các mô hình núi lửa trên sao Hỏa và khảo sát lại bằng chứng trầm tích từ hồ Gale Crater.

Sau đó, họ đưa ra một kịch bản mới phù hợp với tất cả các bằng chứng: Đó là nham thạch trên sao Hỏa tồn tại lâu hơn bình thường trong một khoang bên dưới núi lửa, trải qua quá trình làm lạnh một phần được gọi là kết tinh phân đoạn cho đến khi có thêm silicon.

Trong một vụ phun trào lớn, núi lửa phun ra tro có chứa thêm silic ở dạng tridymite ngay trung tâm hồ Gale Crater, do núi lửa này lại có kết nối nước ngầm với các con sông xung quanh.

Nước giúp phân hủy tro thông qua các quá trình tự nhiên của phong hóa hóa học, và nước cũng giúp phân loại các khoáng chất được tạo ra bởi quá trình phong hóa.

Từ đó, kịch bản sẽ cho ra kết quả có tridymite cô đặc giữa lòng hồ miệng núi lửa cũng như ở các con sông cổ xung quanh.

Nó cũng sẽ giải thích các bằng chứng địa hóa khác mà Curiosity được tìm thấy trong mẫu, bao gồm các silicat opaline và nồng độ nhôm oxit giảm.

Siebach nói: “Có rất nhiều bằng chứng về các vụ phun trào núi lửa bazan trên sao Hỏa, nhưng đây là một dạng hóa học tiến hóa hơn. Công trình này cho thấy rằng sao Hỏa có thể có một lịch sử núi lửa phức tạp và hấp dẫn hơn những gì chúng ta tưởng tượng trước đây”.