6 phút đọc
Một đám mây khổng lồ có chiều dài từ 1.600 đến 1.800 km thường xuyên xuất hiện rồi bốc hơi chỉ trong vòng vài giờ mỗi ngày trên hành tinh đỏ. Hiện tượng kỳ lạ này xảy ra phía trên đỉnh núi lửa đã tắt Arsia Mons và được hình thành bởi một quá trình vật lý chưa từng được ghi nhận trong bầu khí quyển của Trái Đất. Nhờ vào mô phỏng mới từ dữ liệu của tàu vũ trụ Mars Express, các nhà khoa học đã thành công giải mã được cơ chế hoạt động của đám mây bí ẩn này.
AMEC – Đám mây khổng lồ xuất hiện và biến mất mỗi ngày trên Sao Hỏa
Khối mây đặc biệt này được đặt tên là Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC). Nó thường xuất hiện phía trên Arsia Mons – một núi lửa đã tắt cao khoảng 20 km nằm ở vùng Tharsis, ngay phía nam xích đạo của Sao Hỏa. Với chiều dài trung bình từ 1.600 km đến 1.800 km, đám mây này có kích thước khổng lồ, tương đương với khoảng 1/12 chu vi của hành tinh đỏ.
Theo các tài liệu ghi nhận từ Live Science, AMEC xuất hiện đều đặn gần như mỗi buổi sáng trong suốt mùa xuân và mùa hè trên Sao Hỏa. Khi bức xạ mặt trời tăng lên làm tăng cường các cơn gió mạnh dưới mặt đất, đám mây bắt đầu hình thành. Tuy nhiên, sự tồn tại của nó rất ngắn ngủi; nó chỉ kéo dài vài giờ mỗi ngày trước khi bốc hơi hoàn toàn vào không gian.
Tàu vũ trụ Mars Express của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã phát hiện ra AMEC lần đầu tiên vào năm 2018. Kể từ thời điểm đó, những đặc tính kỳ lạ của đám mây liên tục thách thức giới nghiên cứu khí tượng hành tinh. Các dữ liệu vệ tinh ban đầu xác định AMEC thuộc loại mây địa hình. Đây là loại mây hình thành khi gió mạnh đẩy luồng hơi nước bốc lên cao và di chuyển qua các cấu trúc địa hình nhô cao như đồi núi. Trên Trái Đất cũng tồn tại hiện tượng tương tự, ví dụ như đám mây Levanter thỉnh thoảng xuất hiện trên mỏm đá Gibraltar ở miền nam châu Âu. Dù vậy, các mô hình khí tượng thông thường trên Trái Đất hoàn toàn thất bại khi cố gắng tái tạo chính xác cách thức AMEC hình thành trên Sao Hỏa.
Cơ chế “kết tinh đồng thể” cực kỳ hiếm gặp trong vũ trụ
Để giải mã được sự hình thành của AMEC, nhóm nghiên cứu do nhà khoa học hành tinh Jorge Hernández-Bernal thuộc Đại học Basque Country (Tây Ban Nha) dẫn đầu đã phải bỏ qua các nguyên tắc khí tượng thông thường trên Trái Đất. Nghiên cứu của họ, được công bố trên tạp chí Nature Geoscience, đã chỉ ra một cơ chế hoàn toàn khác biệt.
Thông thường ở Trái Đất, mây được tạo ra qua quá trình “kết tinh dị thể”. Trong quá trình này, không khí ẩm lạnh đi và ngưng tụ thành các tinh thể băng xung quanh những hạt nhân siêu nhỏ trong khí quyển như hạt bụi, muối, phấn hoa hoặc bồ hóng. Bầu khí quyển Sao Hỏa vốn chứa rất nhiều bụi, nhưng điều kỳ lạ là quá trình kết tinh dị thể này lại không hề diễn ra đối với AMEC.
“Đối với AMEC, hơi nước chuyển trực tiếp thành hạt mây băng mà không cần bước trung gian nào. Đây gọi là quá trình ‘kết tinh đồng thể’, một hiện tượng chưa từng được phát hiện trong bầu khí quyển của bất kỳ hành tinh nào trước đây.” – Nhà khoa học Jorge Hernández-Bernal lý giải.
Theo tạp chí Discover Magazine, các nhà khoa học trước đây từng giả định quá trình kết tinh đồng thể có thể xảy ra ở tầng thượng quyển của Trái Đất hoặc trên Sao Kim. Tuy nhiên, hiện tượng này cực kỳ khó xảy ra vì nó đòi hỏi mức độ ẩm cao gấp khoảng 100.000 lần so với bề mặt Trái Đất. Điều này lại càng bất khả thi hơn trên một hành tinh khô cằn và gần như không có nước như Sao Hỏa ngày nay.
Bí ẩn này đã được làm rõ nhờ dữ liệu từ tàu Mars Express. Khi những cơn gió cực mạnh thổi lên sườn núi lửa Arsia Mons (cao hơn gấp hai lần đỉnh Everest), chúng tạo ra một làn sóng mạnh mẽ đẩy luồng không khí thẳng vào tầng thượng quyển với tốc độ cực lớn. Các tính toán của nhóm nghiên cứu cho thấy nhiệt độ của dòng khí này có thể giảm đột ngột tới 30 độ C chỉ trong vòng 10 phút. Sự sụt giảm nhiệt độ siêu tốc này không chỉ khiến dòng khí dễ dàng đóng băng mà còn đẩy độ ẩm trong làn sóng tăng vọt, tạo ra môi trường lý tưởng cho quá trình kết tinh đồng thể diễn ra.
Công nghệ quan sát và những điều giới khoa học cần tiếp tục theo dõi
Phát hiện mới này đánh dấu một bước tiến lớn trong việc nâng cao hiểu biết của con người về khí tượng học trên Sao Hỏa nói riêng và các hành tinh khác nói chung. Đóng góp lớn nhất vào thành tựu này là tàu quỹ đạo Mars Express của ESA. Con tàu đã sử dụng đồng thời 3 công cụ chuyên biệt để lập bản đồ chi tiết về cách thức đám mây AMEC hình thành và biến đổi qua từng giờ mỗi ngày. Đáng chú ý, Mars Express cũng là một trong số rất ít tàu vũ trụ đang hoạt động quanh Sao Hỏa có khả năng quan sát trực tiếp đỉnh núi lửa Arsia Mons vào ban ngày.
Mặc dù mô phỏng mới đã giải thích thành công cơ chế vật lý đằng sau AMEC, các nhà khoa học vẫn còn nhiều câu hỏi cần giải đáp trong thời gian tới. Nhóm nghiên cứu của Hernández-Bernal nhận định rằng lượng hơi nước tạo nên đám mây khổng lồ này một phần tồn tại sẵn trong khí quyển, nhưng một phần khác có thể bắt nguồn trực tiếp từ đỉnh núi Arsia Mons – nơi vốn được bao phủ bởi một lớp sương dày đặc. Cách thức nguồn hơi nước này được duy trì liên tục và tác động lâu dài của nó đối với khí hậu toàn cục của Sao Hỏa sẽ là những chủ đề nghiên cứu trọng tâm cần được theo dõi sát sao trong các sứ mệnh khám phá tương lai.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
