Biết thêm về nguồn gốc của cacbon sao Hỏa mới được phát hiện này cũng có thể tiết lộ quá trình của chu trình cacbon trên sao Hỏa.

Bí mật trong trầm tích

Curiosity hạ cánh xuống miệng núi lửa Gale trên sao Hỏa vào tháng 8 năm 2012. Miệng núi lửa dài 96 dặm (154,5 km), được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Úc Walter F. Gale, có khả năng là kết quả của một vụ va chạm với thiên thạch từ 3,5 tỷ đến 3,8 tỷ năm trước. Great Cove có thể chứa một hồ nước, và bây giờ nó có một ngọn núi tên là Mount Sharp. Miệng núi lửa cũng bao gồm các lớp đá cũ lộ ra.

Để xem xét kỹ hơn, tàu thăm dò đã được khoan để thu thập các mẫu trầm tích qua miệng núi lửa trong khoảng thời gian từ tháng 8 năm 2012 đến tháng 7 năm 2021. Sau đó, Curiosity đã nung 24 mẫu bột này lên khoảng 1.562 độ F (850 độ C) để tách các nguyên tố. Điều này làm cho các mẫu giải phóng mêtan, sau đó được phân tích bằng một thiết bị khác trong kho vũ khí của người lái xe để chỉ ra sự hiện diện của đồng vị cacbon ổn định, hoặc nguyên tử cacbon.

Carbon đã cạn kiệt trong một số mẫu trong khi những mẫu khác được làm giàu. Carbon có hai đồng vị ổn định, được đo là carbon 12 hoặc carbon 13.

House, tác giả chính của nghiên cứu và là giáo sư Khoa học Trái đất tại Đại học Bang Penn, cho biết trong một tuyên bố: “Các mẫu bị cạn kiệt carbon-13 phần nào giống với các mẫu ở Úc được lấy từ các lớp trầm tích 2,7 tỷ năm tuổi.”

“Những mẫu này là kết quả của hoạt động sinh học khi khí mê-tan được tiêu thụ bởi thảm vi sinh vật cổ đại, nhưng chúng ta không nhất thiết phải nói điều đó trên sao Hỏa vì nó là một hành tinh có thể được hình thành từ các vật liệu và quá trình khác với Trái đất.”

Trong các hồ trên Trái đất, vi khuẩn thích phát triển thành các đàn lớn, về cơ bản tạo thành thảm ngay dưới bề mặt nước.

3 nguồn cacbon tiềm năng

Các phép đo khác nhau của các nguyên tử carbon này có thể chỉ ra ba điều rất khác nhau về sao Hỏa cổ đại. Nguồn gốc của carbon có thể là do bụi vũ trụ, sự phân hủy bằng tia cực tím của carbon dioxide, hoặc sự phân hủy bằng tia cực tím của khí mê-tan được sản xuất sinh học.

Theo các nhà nghiên cứu, “cả ba kịch bản này đều khác thường, trái ngược với các quá trình thông thường trên Trái đất.”

Kịch bản đầu tiên liên quan đến việc toàn bộ hệ mặt trời của chúng ta đi qua một đám mây bụi thiên hà, điều xảy ra cứ sau 100 triệu năm, theo House. Một đám mây chứa đầy hạt có thể dẫn đến hiện tượng nguội lạnh trên các hành tinh đá.

“Nó không lắng đọng nhiều bụi”, House nói. “Thật khó để nhìn thấy bất kỳ sự kiện lắng đọng nào trong số những sự kiện lắng đọng này trong hồ sơ của Trái đất.”

Nhưng có thể trong một sự kiện như thế này, đám mây bụi vũ trụ đã hạ nhiệt độ trên sao Hỏa cổ đại, nơi có thể chứa nước lỏng. Điều này có thể khiến các sông băng hình thành trên sao Hỏa, để lại một lớp bụi trên lớp băng. Khi băng tan, lớp trầm tích bao gồm carbon sẽ vẫn còn. Mặc dù điều đó hoàn toàn có thể xảy ra, nhưng có rất ít bằng chứng về các sông băng tại Gale Crater và các tác giả nghiên cứu cho biết cần phải nghiên cứu thêm.

Kịch bản thứ hai liên quan đến việc chuyển đổi carbon dioxide trên sao Hỏa thành các hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như formaldehyde, do bức xạ tia cực tím. Giả thuyết này cũng cần được nghiên cứu thêm.

Phương pháp thứ ba sản xuất carbon này có nguồn gốc sinh học tiềm năng.

Cũng có thể khí mêtan đã phản ứng với bức xạ cực tím, để lại dấu vết của cacbon trên bề mặt sao Hỏa.

Nhiều hố hơn ở phía chân trời

Curiosity sẽ quay trở lại địa điểm nơi nó đã thu thập phần lớn các mẫu trong khoảng một tháng, điều này sẽ cho phép một cơ hội khác để phân tích trầm tích từ địa điểm thú vị này.

“Nghiên cứu này hoàn thành mục tiêu dài hạn là khám phá sao Hỏa”, House nói. “Để đo các đồng vị carbon khác nhau – một trong những công cụ quan trọng nhất của địa chất – từ trầm tích ở một thế giới có thể sinh sống khác, và điều này được thực hiện bằng cách xem xét 9 năm thăm dò.”