Một bức ảnh chụp từ trên không cho thấy tàn tích của vùng đồng bằng nơi nguồn nước từng cung cấp nước cho một hồ nước cổ ở miệng núi lửa Jezero trên sao Hỏa. Nguồn hình ảnh: NASA/JPL-Caltech/Đại học bang Arizona

Radar xuyên đất cho thấy những thay đổi về môi trường theo thời gian và làm tăng hy vọng rằng các mẫu đất có dấu vết của sự sống.

• Radar xuyên đất trên tàu NASA'S Sao Hoả Tàu thám hiểm Perseverance đã xác nhận rằng miệng núi lửa Jezero, được hình thành do một vụ va chạm thiên thạch cổ đại ở phía bắc xích đạo sao Hỏa, từng chứa một hồ nước rộng lớn và đồng bằng sông.
• Qua nhiều thời đại, trầm tích lắng đọng và xói mòn bên trong miệng núi lửa đã hình thành nên các thành tạo địa chất có thể nhìn thấy trên bề mặt ngày nay.
• Việc phát hiện ra trầm tích hồ làm tăng hy vọng có thể tìm thấy dấu vết sự sống trong các mẫu đất và đá mà Perseverance thu thập được.

Hình ảnh động hiển thị thiết bị RIMFAX trên tàu thăm dò Mars Perseverance của NASA thu được các phép đo radar xuyên qua mặt đất trên vùng liên tục giữa đáy miệng núi lửa và đồng bằng trong miệng núi lửa Jezero của sao Hỏa. Nhà cung cấp hình ảnh: Yubin Kim, David Page, UCLA

Nếu sự sống tồn tại trên sao Hỏa, việc Perseverance xác minh trầm tích hồ ở chân miệng núi lửa Jezero làm dấy lên hy vọng rằng có thể tìm thấy dấu vết trong miệng núi lửa.

Trong một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Sự tiến bộ của khoa họcdẫn đầu đội Đài học của California Và Đại học Oslo Có vẻ như tại một thời điểm nào đó, hố chứa đầy nước, lắng đọng các lớp trầm tích trên sàn hố. Hồ sau đó co lại và trầm tích do dòng sông mang theo tạo thành một vùng đồng bằng rộng lớn. Khi hồ tan dần theo thời gian, các trầm tích trong miệng núi lửa bị xói mòn, hình thành nên những đặc điểm địa chất có thể nhìn thấy trên bề mặt ngày nay.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Các phép đo radar xuyên đất của khu vực Hawksbill Gap ở vùng đồng bằng phía Tây miệng núi lửa Jezero, sao Hỏa. Khoảng cách Hawksbill. Nguồn hình ảnh: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Đại học Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Radar chỉ ra rằng các giai đoạn lắng đọng và xói mòn xảy ra trong nhiều thời kỳ thay đổi môi trường, xác nhận rằng những suy luận về lịch sử địa chất của miệng núi lửa Jezero dựa trên hình ảnh sao Hỏa thu được từ không gian là chính xác.

David Page cho biết: “Từ quỹ đạo, chúng tôi có thể thấy nhiều loại trầm tích khác nhau, nhưng chúng tôi không thể nói chắc chắn liệu những gì chúng tôi đang thấy có phải là trạng thái ban đầu hay chúng tôi đang chứng kiến ​​​​sự kết thúc của một câu chuyện địa chất dài.” Giáo sư Khoa học Trái đất, Hành tinh và Không gian tại UCLA và là tác giả đầu tiên của bài báo này. “Để biết những thứ này hình thành như thế nào, chúng ta phải nhìn thấy bên dưới bề mặt.”

Video được nội suy AI từ các hình ảnh NAVCAM từ tàu thám hiểm Perseverance của NASA khi nó di chuyển bên dưới đồng bằng Jezero phía tây từ Cape Nucchak đến đáy miệng núi lửa Sol 641. Nguồn hình ảnh: Lior Rubanenko, Emily Cardarelli, Justin McKee, David Page, Đại học California, California Viện Phòng thí nghiệm Công nghệ Sức đẩy Phản lực, NASA

Chiếc rover, có kích thước bằng một chiếc ô tô và mang theo bảy dụng cụ khoa học, đã khám phá miệng núi lửa rộng 30 dặm, nghiên cứu địa chất và khí quyển của nó, đồng thời thu thập các mẫu kể từ năm 2021. Các mẫu đất và đá của Perseverance sẽ được đưa về Trái đất. Bằng một chuyến thám hiểm tương lai và nghiên cứu nó để tìm bằng chứng về kiếp trước.

Trong khoảng thời gian từ tháng 5 đến tháng 12 năm 2022, Perseverance đã phóng tên lửa từ đáy miệng núi lửa vào vùng đồng bằng, một vùng rộng lớn chứa trầm tích 3 tỷ năm tuổi, nhìn từ quỹ đạo, giống như các vùng đồng bằng sông trên Trái đất.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Các phép đo radar xuyên đất của khu vực Hawksbill Gap ở vùng đồng bằng phía Tây miệng núi lửa Jezero, sao Hỏa. Nguồn hình ảnh: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Đại học Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Khi chiếc rover tiến về vùng đồng bằng, Sự kiên trìHình ảnh radar của một thí nghiệm dưới bề mặt Sao Hỏa, Thiết bị RIMFAX bắn sóng radar xuống dưới với khoảng cách 10 cm và đo các xung phản xạ từ độ sâu khoảng 20 mét dưới bề mặt. Sử dụng radar, các nhà khoa học có thể nhìn thấy đáy trầm tích để lộ ra bề mặt trên của sàn hố chôn.

Nhiều năm nghiên cứu sử dụng radar xuyên đất và thử nghiệm RIMFAX trên Trái đất đã dạy cho các nhà khoa học cách đọc cấu trúc và thành phần của các lớp dưới bề mặt từ phản xạ radar của chúng. Hình ảnh dưới bề mặt thu được cho thấy các lớp đá có thể được hiểu là vết cắt trên đường cao tốc.

Page, phó điều tra viên chính tại RIMFAX, cho biết: “Một số nhà địa chất nói rằng khả năng nhìn thấy bên dưới bề mặt của radar có phần hơi gian lận”.

Mars Perseverance Rover RIMFAX Các phép đo radar xuyên đất của khu vực Cape Nookshak ở vùng đồng bằng phía Tây miệng núi lửa Jezero, sao Hỏa. Nguồn hình ảnh: Sven-Erik Hamran, Tor Berger, David Page, Đại học Oslo, UCLA, JPL, NASA.

Hình ảnh RIMFAX cho thấy hai giai đoạn lắng đọng trầm tích riêng biệt nằm giữa hai giai đoạn xói mòn. Đáy của miệng núi lửa bên dưới đồng bằng không bằng phẳng, cho thấy một thời kỳ xói mòn xảy ra trước khi trầm tích hồ lắng đọng, UCLA và Đại học Oslo báo cáo. Hình ảnh radar cho thấy trầm tích có tính đều đặn và nằm ngang, giống như trầm tích lắng đọng trong các hồ trên Trái đất. Sự hiện diện của trầm tích hồ đã bị nghi ngờ trong các nghiên cứu trước đây nhưng đã được xác nhận bởi nghiên cứu này.

Giai đoạn bồi lắng thứ hai xảy ra khi sự dao động của mực nước hồ cho phép dòng sông tạo ra một vùng đồng bằng rộng lớn trước đây kéo dài sâu vào hồ nhưng hiện đã bị xói mòn trở lại gần cửa sông.

Page cho biết: “Những thay đổi mà chúng tôi thấy được bảo tồn trong thành phần đá được thúc đẩy bởi những thay đổi quy mô lớn trong môi trường sao Hỏa”. “Thật tuyệt vời khi chúng tôi có thể thấy rất nhiều bằng chứng về sự thay đổi trong một khu vực địa lý nhỏ như vậy, cho phép chúng tôi mở rộng kết quả của mình ra toàn bộ kích thước miệng núi lửa.”

Tham khảo: “Quan sát radar xuyên đất về sự tiếp xúc giữa đồng bằng phía tây và đáy miệng núi lửa Jezero, sao Hỏa” của David A. Page, Sven-Erik Hamran, Hans E. F. Amundsen, Tor Berger, Patrick Russell, Riva Kakaria, Michael T. Mellon, Sigurd Ede, Len M. Carter, Titus M. Casademont, Daniel C. Nunes, Emily S. Shoemaker, Dirk Pletteimer, Henning Dybvik, Sanna Holm-Alomark, và Briony H. N. Horgan, ngày 26 tháng 1 năm 2024, Sự tiến bộ của khoa học.
doi: 10.1126/sciadv.adi8339

Nghiên cứu được tài trợ bởi NASA, Hội đồng nghiên cứu Na Uy và Đại học Oslo.