Bạn muốn tìm sự sống trên sao Hỏa? Nhìn sâu dưới lòng đất

Khối lập phương có nhiều lớp và nhiều lớp với các vùng màu xanh lam giữa các lớp, trên nền đen.

Hình minh họa Cutaway mô tả các hồ dưới bề mặt trên sao Hỏa. Nghiên cứu cho thấy những hồ nước ngầm này, hoặc các tầng chứa nước - được hình thành do băng tan ở sâu dưới bề mặt - sẽ là những nơi tốt nhất để sự sống tồn tại trên một hành tinh lạnh giá như sao Hỏa. Chúng cũng có thể giúp giải thích các kịch bản mâu thuẫn giữa sao Hỏa ban đầu ấm áp và ẩm ướt so với sao Hỏa lạnh hơn mà chúng ta thấy ngày nay. Hình ảnh quaCÁI NÀY/ Medialab.


Nếu từng có sự sống trên sao Hỏa, nó sẽ ở đâu? Đâu sẽ là nơi tốt nhất để tìm kiếm bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa, cho dù đó là sự sống hóa thạch cổ đại hay vi sinh vật vẫn còn sống? Như nhiều nhà khoa học đã đề xuất, câu trả lời có thể là ở dưới lòng đất, nơi có điều kiện ấm hơn và có thể ẩm ướt hơn. Bây giờ, một nghiên cứu mới -công bốcủa Đại học Rutgers ở New Jersey vào ngày 2 tháng 12 năm 2020 - mở rộng ý tưởng đó. Nó cho thấy khu vực có nhiều khả năng lưu giữ bằng chứng như vậy nhất là vài dặm dưới bề mặt sao Hỏa, nơi có nhiệt địa nhiệt (Năng lượng địa nhiệt) có thể đã làm tan chảy các tảng băng dưới bề mặt.

Cái mớibình duyệtgiấy làđược phát hànhtrongTiến bộ Khoa họcvào ngày 2 tháng 12 năm 2020.


Từ bài báo:

Để giải thích bằng chứng rộng rãi về nước lỏng trong quá khứ, cuộc tranh luận về việc liệu sao Hỏa chủ yếu là ấm và ẩm ướt hay lạnh và khô cằn trong 4 tỷ năm (Ga) trước đây đã tiếp tục trong nhiều thập kỷ. Độ sáng của mặt trời thấp hơn ~ 30% trước đây 4 Ga; do đó, hầu hết các mô hình khí hậu sao Hỏa phải vật lộn để nâng nhiệt độ bề mặt trung bình vượt qua điểm nóng chảy của nước.Tan chảy bazơcủa các tảng băng có thể giúp giải quyết nghịch lý đó. Chúng tôi đã mô hình hóavật lý nhiệtsự phát triển của băng và ước tính thông lượng nhiệt địa nhiệt cần thiết để tạo ra nước tan trên sao Hỏa khô cằn, lạnh giá. Sau đó chúng tôi phân tíchđịa vật lýđịa hóa họcdữ liệu, cho thấy rằng sự tan chảy cơ bản đã khả thi trên sao Hỏa cách đây 4 Ga. Nếu sao Hỏa ấm và ẩm ướt cách đây 4 Ga, thì thông lượng địa nhiệt thậm chí sẽ duy trìthủy nhiệthoạt động. Bất kể bản chất thực tế của khí hậu sao Hỏa cổ đại như thế nào, lớp dưới bề mặt sẽ là khu vực dễ sinh sống nhất trên sao Hỏa.

Lịch âm lịch ForVM 2021 hiện đã có! Họ làm cho những món quà tuyệt vời. Đặt hàng ngay bây giờ. Tăng tốc!

Hình ảnh phân chia với hành tinh màu đỏ, cằn cỗi ở bên trái và hành tinh có đại dương ở bên phải.

Sao Hỏa thuở ban đầu luôn lạnh, với phần lớn nước ở dưới lòng đất (trái) hay nó đã từng ấm và ẩm ướt? Các bằng chứng mâu thuẫn cho cả hai vẫn chưa được giải quyết, nhưng nghiên cứu mới có thể giúp trả lời câu hỏi lâu nay. Hình ảnh qua NASA / Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard /Kênh thời tiết.


Hai hình hộp chữ nhật dài, có nhãn và mũi tên hướng lên chỉ dòng nhiệt.

Biểu đồ biểu diễn của sao Hỏa sớm ấm áp và ẩm ướt (trái) và sao Hỏa sớm khô cằn, lạnh giá (phải). Hình ảnh qua Ojha et al./Tiến bộ Khoa học.

Phát hiện có ý nghĩa trực tiếp đến khả năng tồn tại sự sống trên sao Hỏa, trong quá khứ hay hiện tại, và cũng có thể giúp các nhà khoa học cuối cùng hòa giải hai kịch bản đối lập của sao Hỏa thời kỳ đầu, cho dù nó ấm và ẩm ướt hay lạnh hơn và khô hơn (hoặc một cái gì đó ở giữa). Là tác giả chínhLujendra Ojhatại Đại học Rutgers-New Brunswick,đã nêu:

Ngay cả khi các khí nhà kính như carbon dioxide và hơi nước được bơm vào bầu khí quyển của sao Hỏa ban đầu trong các mô phỏng máy tính, các mô hình khí hậu vẫn phải vật lộn để hỗ trợ một sao Hỏa ấm và ẩm ướt trong thời gian dài. Tôi và các đồng tác giả của tôi đề xuất rằngnghịch lý mặt trời noncó thể được điều hòa, ít nhất là một phần, nếu sao Hỏa có nhiệt địa nhiệt cao trong quá khứ.

Chúng ta biết rằng trước đây sao Hỏa ẩm ướt hơn nhiều, có hồ, sông và thậm chí có thể là đại dương. Nhưng hầu hết các mô hình khí hậu vẫn cho thấy hành tinh này lạnh hơn và khô hơn thế. Nếu sao Hỏa có đủ nhiệt dưới lòng đất, điều đó có thể giúp giải thích nghịch lý, ngay cả khi hành tinh này lạnh trên bề mặt do mặt trời mờ hơn vào thời điểm đó, khoảng 4 tỷ năm trước.


Bằng chứng hiện tại cho thấy sao Hỏa có lượng nước lỏng dồi dào trên bề mặt của nó từ 4,1 tỷ đến 3,7 tỷ năm trước (Noachiankỷ nguyên). Trong kịch bản mới này, nước có thể được tạo ra bằng cách làm tan băng bên dưới bề mặt, dophân rã phóng xạ. Các yếu tố nhưuranium,thorium, vàkaliđược biết là làm điều đó trên các hành tinh đá, bao gồm cả Trái đất. Ngay cả khi bề mặt lạnh hơn, vẫn có thể có đủ nhiệt ở sâu bên dưới để làm tan băng.

Người đàn ông tươi cười với bộ râu và mặt dây chuyền quanh cổ.

Lujendra Ojha tại Đại học Rutgers-New Brunswick, tác giả chính của nghiên cứu mới. Hình ảnh quaInstagram.

Quá trình này có thể tương tự như các hồ dưới băng ở các khu vực củaDải băng Tây Nam Cực, Bắc Cực thuộc Canada và Greenland.Hồ vostokở Nam Cực là một ví dụ điển hình về một trong những hồ này.Các cuộc thám hiểm khoanbởi các nhà khoa học Nga trong hồ tối dưới bề mặt đã tìm thấy sự sống cực nhỏ trong các lớp băng gần với nước lỏng. Phân tích sâu hơn đã chỉ ra rằng hồ Vostok chứamột bộ vi sinh đa dạng, cũng như một số sinh vật đa bào.

Vì vậy, liệu hệ thống sưởi như vậy có thể thực sự được thực hiện trong thời đại Noachian trên sao Hỏa? Các nhà nghiên cứu nói có, nói rằng các điều kiện cần thiết sẽ có ở khắp mọi nơi.


Sau khi sao Hỏa mất từ ​​trường và phần lớn bầu khí quyển của nó, nước lỏng sẽ không thể tồn tại trên bề mặt. Nhưng nó có thể dễ dàng tồn tại bên dưới bề mặt, ở độ sâu ngày càng lớn. Ojha nói:

Ở độ sâu như vậy, sự sống có thể được duy trì bằng hoạt động thủy nhiệt (làm nóng) và phản ứng đá-nước. Vì vậy, bề mặt dưới bề mặt có thể đại diện cho môi trường có thể sống được lâu nhất trên sao Hỏa.

Nếu vi sinh vật từng tồn tại trên sao Hỏa trên bề mặt hoặc gần bề mặt, chúng có thể đã rút lui sâu hơn dưới lòng đất, nơi vẫn còn nước lỏng. Do đó, có ý nghĩa rằng bất kỳ dấu vết nào của sự sống đó có thể nằm xa dưới bề mặt, nơi chúng được bảo vệ khỏi bức xạ cực tím khắc nghiệt của mặt trời.

Khả năng tồn tại sự sống trong các hốc ngầm nơi có nước hoặc có sẵn càng có ý nghĩa với việc phát hiện ra những gì có vẻ như là các hồ dưới bề mặt trên sao Hỏa ngay bây giờ. Cácđầu tiênđược phát hiện bởiMars Expresstàu quỹ đạo vào năm 2018, bên dưới nắp cực nam, vớiba báo cáo nữagần nó vào tháng 10 năm ngoái. Những hồ này, tương tự như những hồ ở các vùng cực trên Trái đất, lạnh và có thể rất mặn, nhưng vẫn có khả năng hỗ trợ một số loại vi sinh vật. Phát hiện củakhông tí nàonước lỏng trên sao Hỏa ngày nay rất thú vị về khả năng tồn tại sự sống, vì bề mặt bây giờ rất khắc nghiệt.

Các đường ngang màu đen và trắng với vệt ngang ngắn màu xanh lam, các đối tượng địa lý được gắn nhãn.

Hình ảnh radar từ Mars Express năm 2018 cho thấy hồ lớn nhất được phát hiện đầu tiên bên dưới lớp băng ở cực nam. Theo một nghiên cứu mới, những hồ nước dưới bề mặt tương tự, được tạo ra bởi băng tan, sẽ là những nơi tốt nhất để sự sống trên sao Hỏa tồn tại. Hình ảnh quaCÁI NÀY/ NASA / JPL / ASI / Đại học Rome / R. Orosei và cộng sự. 2018.

Các hồ bên dưới nắp cực nam có thể được giữ ở dạng lỏng bởi muối, vì có rất ít hoặc không có nhiệt địa nhiệt ở vị trí này. Nhưng liệu có thể có những người khác, có lẽ ở những vị trí gần núi lửa, nơi vẫn có thể có một số nhiệt tiềm ẩn còn sót lại từ khi hành tinh này hoạt động địa chất mạnh mẽ? Và trên thực tế, hiện nay cũng có bằng chứng cho thấy một số hoạt động núi lửa vẫn đang diễn ra bên dưới bề mặt sao Hỏa.

Nếu bất kỳ hồ nào trong số này khôngquámặn, chúng có thể là môi trường sống lý tưởng cho vi khuẩn, giống như các nhà nghiên cứu của Rutgers đã đưa ra giả thuyết. Tuy nhiên, thật không may, việc có thể lấy mẫu chúng vẫn còn rất xa trong tương lai. Nhưng trong quá trình tìm kiếm sự sống, chúng có thể chỉ là nơi các nhà thám hiểm trong tương lai thu được vàng sinh học.

Điểm mấu chốt: Một nghiên cứu mới cho thấy nơi tốt nhất để tìm kiếm bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa là hàng dặm dưới lòng đất, nơi nhiệt địa nhiệt làm tan chảy băng dưới bề mặt.

Nguồn: Sản xuất nước ngầm từ quá trình gia nhiệt địa nhiệt trên sao Hỏa thời kỳ đầu và hàm ý về khả năng sinh sống sớm trên sao Hỏa

Via Rutgers University