Chuyện đáng sợ gì đã xảy ra với sao Hỏa Thiên Hà TV

Trong số 7 hành tinh còn lại của hệ mạch trời, chỉ có Sao Hỏa là hành tinh được đặt nhiều hy vọng nhất về một sự sống ngoài trái đất. Qua nhiều năm nghiên cứu về bầu khí quyển của Sao Hỏa, các nhà khoa học cho rằng cách đây khoảng 3,5 tỷ năm về trước, Sao Hỏa có bầu khí quyển đủ dày để nước có thể chảy trên bề mặt. Những hình ảnh bề mặt hiện tại của Sao Hỏa cho thấy sự tồn tại của những đồng bằng rộng lớn, cách đanh giới đại dương. Trong khi đó, một số bằng chứng về những tạng đá được ngâm nước trong quá khứ đã xuất hiện trên bề mặt. Tuy nhiên, vì một lý do gì đó, nó đã làm cho bầu khí quyển của Sao Hỏa mỏng dần. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn chưa lý giải được là vì sao. Khí quyển Sao Hỏa là lớp các chất khí hay các hạt chất rắn và chất lỏng nhỏ bay lơ lửng quanh hành tinh và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Sao Hỏa. Từ những quan sát đầu tiên cho đến nay, khí quyển Sao Hỏa luôn lộ ra như một thế giới vừa khác lạ và vừa quan thuộc. Người đầu tiên chỉ ra các bằng chứng khoa học về sự hiện diện của một khí quyển trên Sao Hỏa là William Herschel bằng quan sát về các dấu hiệu của mây và khói qua kính viễn vọng năm 1783. Bốn năm sau đó, John Hancroft cũng có những kết luận tương tự bằng quan sát của ông. Tuy nhiên năm 1830, Peirce và Magler sau khi xây dựng được một kính viễn vọng tốt hơn đã cho những quan sát vũ định. Giả thuyết về các chấm trong giống mây trên Sao Hỏa là vô căn cứ. Dù vậy, ý tưởng về một bầu khí quyển nhiều hơi nước trên Sao Hỏa vẫn được nhiều người ủng hộ như vào năm 1870. Richard Rother thậm chí còn cho rằng Sao Hỏa có biển cả và sự sống. Giả thuyết về kênh đào Sao Hỏa và hơi nước trên Sao Hỏa gây ra một cuộc tranh cãi vào đầu thế kỷ 20. Năm 1909, Campbell công nhận việc không thấy dấu hiệu của hơi nước. Ngược lại với những gì hai nhà thiên văn học Vestal Slipher và Frankberry khẳng định. Vào đầu thế kỷ 20, người ta đã dần nhận ra rằng Sao Hỏa rất khô và có áp suất khí quyển rất thấp. Năm 1908, Lowell dựa vào đo đạt hệ số phản xạ ước lượng áp suất bề mặt khoảng 87 millibar bằng 0,087 áp suất khí quyển trái đất. Một kết quả phù hợp với các quan sát của Valkoller sau đó. Tuy nhiên, phải đợi đến kỷ nguyên của du hành vũ trụ thì bầu khí quyển Sao Hỏa mới thực sự được nghiên cứu chi tiết. Bức ảnh chụp cận cảnh đầu tiên cho thấy các hố lồi lỏng do va chạm với thiên thạch để lại trên bề mặt giống như hoang mạc, đã được gửi về bởi tàu thám hiểm Mariner 4 năm 1965. Sao Hỏa lộ ra như một sa mạc khổng lồ nhất của hệ mặt trời, với một bầu khí quyển đặc trưng bởi các đám bụi oxy xắt màu hồng trôi lơ lửng. Tiếp đó, tín hiệu phân tích oan phổ và chụp ảnh của tàu Mariner 9 cho thấy các lớp bụi dày và xương mù băng khô cùng sự tồn tại của các đám may Keros chứa nước đá trên Sao Hỏa. Hai tàu đổ bộ Viking 1 và Viking 2 đã gửi một lường dữ liệu khổng lồ từ năm 1976 đến năm 1982, cho thấy nhiều chi tiết về một côi trúc khí quyển có cả tầng đối lưu và tầng bình lưu, gồm chủ yếu là tháng khí với các lớp may nước đá và đá tháng khí nằm ở ranh giới các tầng này. Trong vòng một thập kỷ trở lại đây, một loạt các cuộc thám hiểm với sự hợp tác quốc tế rộng lớn chưa từng thấy đã tìm đến mục tiêu Sao Hỏa. Hiện nay, các dữ liệu về Sao Hỏa và bầu khí quyển của nó đang trở về trái đất với một tốc độ bùng nổ, bao gồm một số khám phá như dấu hiệu khá rõ về sự tồn tại của nước lỏng trong quá khứ, cũng như bệ chứa nước đáng ngầm hiện tại của Sao Hỏa, sự có mặt của khí mê tan trong các vùng khí quyển địa phương. Khí quyển Sao Hỏa được tạo thành từ 95,32% carbon dioxide, không lý tưởng cho sự sống của con người. Nhiều nhà khoa học cho rằng trong quá khứ, từng tồn tại bầu khí quyển dày hơn nhiều và nước từng chảy thành sông đổ ra biển trên Sao Hỏa. Ngày nay, chỉ còn lại một lượng rất ít hơi nước được thấy trong từng khí quyển thấp của Sao Hỏa, thỉnh thoảng tù lại thành những giải mây nước đá, hoặc trong vài trường hợp hiếm, các cơn sương mù nước đá. Bầu khí quyển mỏng nên gió luôn thổi khá mạnh trên Sao Hỏa, đủ sức cuốn tung lớp bụi rớt mịn trên bề mặt Sao Hỏa. Tốc độ gió nhẹ khoảng 2-7 mét trên dây vào mùa hè, trung bình khoảng 5-10 mét trên dây vào mùa thu và mạnh khoảng 17-30 mét trên dây vào những mùa bão bụi. Được gió cuốn từ mặt đất lên, các lớp bụi luôn trôi nổi trong khí quyển Sao Hỏa. Chúng có màu vàng và đỏ do chứa nhiều oxy xác. Chúng tạo nên bầu trời màu đỏ của Sao Hỏa và ban ngày. Chúng là thành phần chủ yếu giúp giữ ấm khí quyển Sao Hỏa, giảm chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm. Thỉnh thoảng do lớp xoáy mạnh thổi bùng lên các đợt bão bụi che phủ toàn Sao Hỏa. Sự xuất hiện đột ngột này thay đổi hoàn toàn khí hậu Sao Hỏa trong vài tuần rồi tan đi nhanh chóng. Bụi của Sao Hỏa cũng gây ra hiện tượng vào lúc hoàng hôn và bình minh. Bầu trời của Sao Hỏa sẽ trở nên màu xanh nam. Điều này là do hàm tán xạ của bụi Sao Hỏa tỏa ra đều mọi hướng với bước sóng ánh sáng đỏ, nhưng là tập trung về phía trước với bước sóng ánh sáng xanh lam. Khi mặt trời ở gần đường chân trời, ánh sáng tới mặt đất đi qua lớp khí quyển dày theo hướng thẳng về phía trước. Với các ánh sáng đỏ bị tán xạ ra hướng khác trên đường đi, còn ánh sáng xanh lam rọi thẳng xuống đất. Khi mặt trời khuất dưới đường chân trời, sự xuất hiện của các đám mây trên cao có thể phản chiếu ánh sáng xanh lam xuống đất. Mây trên Sao Hỏa là do hơi nước và khí carbon dioxide thường xuyên ngưng động thành các hạt đá nhỏ ly ti rồi lơ lửng. Chúng tạo nên các giải mây trắng, thỉnh thoảng có ánh vàng do lẫn bụi vào. Các giải mây Keros nước đá thường ở độ cao chừng 16 km. Trong khi mây thăng khí đá nằm ở độ cao từ 40 đến 100 km. Việc ngân tụ của hơi nước thành mây cho thấy sự bảo hòa hơi nước tại các vùng khí quyển địa phương của Sao Hỏa và có thể là dấu hiệu quan trọng trong nghiên cứu chu trình biến đổi hơi nước cũng như khí tượng của khí quyển Sao Hỏa. Câu trúc thẳng đứng của các tầng khí quyển Sao Hỏa gồm thay đổi của áp suất và nhiệt độ theo độ cao được quyết định bởi sự cân bằng của các dòng đối lưu và các dòng di chuyển của năng lượng nhiệt như việc hấp thụ năng lượng mạch trời bởi khí quyển và sự thất thoát ra ngoài không gian do bức xạ. Về cơ bản, các quá trình động lực trong khí quyển Sao Hỏa rất giống với các quá trình động lực trên khí quyển trái đất. Lý do là các nguyên lý vật lý đều xuất phát từ các phương trình thủy động lực học giống nhau. Các mô hình dự báo khí tượng trên Sao Hỏa như mô hình GFDL phần tính toán động lực học cho thấy sự tương tác trên toàn cầu và phần tính toán truyền xạ địa phương cho thấy quá trình biến đổi khí tượng tại vùng địa phương dưới tác động của nguồn nhiệt là năng lượng mạch trời. Các mô hình này dùng lại nguyên vẹn tính toán động lực học của các mô hình dự báo khí tượng trên trái đất. Điểm khác nhau duy nhất giữa dự báo khí tượng trên trái đất và Sao Hỏa là quá trình truyền xạ địa phương, trong đó bụi và mây Sao Hỏa đóng vai trò quan trọng. Các ví dụ về sự giống nhau giữa động lực học khí quyển Sao Hỏa và trái đất có thể được thể hiện qua sự có mặt của vòng hoành lưu Hadley, tạo nên gió mậu dịch, các sóng nhiệt, các cuộn xoáy. Sự tương tự trong chuyển động của Sao Hỏa quanh mạch trời cũng tạo ra chưu trình tuần hoàn ngày đêm và chưa kỳ tuần hoàn theo mùa của thời tiết. Điểm khác biệt trong quá trình truyền xạ địa phương với sự có mặt của bụi tạo nên những hiện tượng động lực học rất đặc trưng, nổi bật là hiện tượng thổi tung bụi từ mạch đất vào khí quyển. Đây là một hiện tượng có tính nhiễu loạn ngẫu nhiên cao, chưa được hiểu kỹ lưỡng, mặc dù hiện tượng này xảy ra trên quy mô địa phương với lực nâng bụi tỷ lệ với ứng xuất gió tại bề mặt. Vẫn thường xuyên quan sát thấy sự nâng bụi lên khỏi mạch đất, có thể xảy ra đồng loạt trên phạm vi toàn cầu, tạo nên các mùa bão bụi. Hiện chưa có cơ chế vật lý nào được xây dựng để giải thích mối liên hệ giữa bão bụi toàn cầu và các cân lớp bụi địa phương. Đây là một trong các nguồn tạo ra sai số lớn cho các cố gắng dự báo khí tượng trên Sao Hỏa. Theo các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay, có thể tâm tác quá trình tiến hóa của khí quyển Sao Hỏa từ khi hành tinh này hình thành cùng hệ mặt trời như sau. Khi mới hình thành, khí quyển Sao Hỏa có lẽ đã rất giống với khí quyển sao kim và khí quyển trái đất vào cùng thời điểm đó. Nghĩa là các khí quyển này đều có áp suất cỡ 10 mũ 6 đến 10 mũ 7 Bacchan, gồm chủ yếu là khí carbonic và một phần nitr. Giai đoạn tiếp theo, giống như trên trái đất, đa phần khi carbonic phản ứng với khoáng sản trên bề mặt và bị hấp thụ trong các khoáng sản này, khiến áp suất khí quyển giảm dần. Không giống với trái đất và sao kim, Sao Hỏa có trọng trường nhỏ hơn vì khối lượng bé hơn, do đó vận tốc vũ trụ cấp 2 nhỏ. Bước xa cực tím từ mạch trời phá hủy các khí ở tầng trên cùng thành các nguyên tử có khối lượng nhỏ và qua va chạm nhiệt có vận tốc lớn hơn vận tốc vũ trụ cấp 2 của Sao Hỏa. Các nguyên tử này thoát dần khỏi sức hút yếu của Sao Hỏa, làm khí quyển này ngày càng mỏng đi. Khối lượng nhỏ bé của Sao Hỏa cũng không giúp nó giữ nhiệt năng lâu như trái đất hay sao kim. Các hoạt động núi lửa, vốn có tác dụng phóng vào khí quyển nguồn tháng ký các chất khí mới, bị nhanh chóng chấm dứt do tiêu thụ nhanh nhiệt năng trong lòng hành tinh này. Không có nguồn cung ứng mới và bị mất mát do các quá trình đã miêu tả, khí quyển Sao Hỏa trở nên mỏng như ngày nay. Một trong các câu hỏi hốc búa còn đang nằm trong tiêu điểm khám phá đó là Nước của Sao Hỏa đã đi đâu? Các dấu vết bề mặt về sự xói mòn đất đá của nước hay các lòng sông suối đổ ra biển đã cạn cho thấy rõ nước và hơi nước đã từng tồn tại trên Sao Hỏa. Tại sao ngày nay nước đã biến mất? Nhiều giả thuyết đã được đặt ra. Đáng kể nhất là giả thuyết về hiện tượng hiệu ứng nhà kính không hồi phục và va chạm thiên thạch. Giả thuyết đầu tiên cho rằng tháng ký trong khí quyển Sao Hỏa đã làm nóng bầu khí quyển đến mức làm tăng khả năng bốc hơi nước trong khí quyển. Hơi nước bay lên tầng cao bị tia cực tiến phá hủy thành hy rô và oxy. Các nguyên tử này, đặc biệt là hy rô rời trọng trường yếu của Sao Hỏa. Các nguyên tử oxy không đủ nhanh để rời khí quyển thì cũng bị mất trong quá trình oxy hóa bề mặt, tạo nên lớp bụi oxy xắt. Giả thuyết thứ hai cho rằng một vụ va chạm với một thiên thạch khổng lồ đã thay đổi vĩnh viễn bầu khí quyển Sao Hỏa. Một số dấu hiệu trên bề mặt hành tinh có thể được cho là dấu vết của vụ va chạm mạnh này. Các chương trình thám hiểm đã được đề nghị để kiểm tra giả thuyết này bằng cách đổ bộ lên hai vệ tinh tự nhiên của Sao Hỏa. Phobos và Deimos để tìm lại những mảnh bắn ra từ vụ va chạm bị giữ lại tại hai vệ tinh này.