Một số khoáng chất được nhìn thấy trên sao Hỏa ngày nay có thể đã hình thành trong CO₂ lỏng thay vì nước
bởi Nancy Wolfe Kotary, Viện Công nghệ Massachusetts
Bên trái: Thép được nhìn thấy bị ăn mòn thành siderit (FeCO3) khi được ngâm trong carbon dioxide lỏng dưới tới hạn (LCO2). Bên phải: Các mẫu albite (một loại fenspat plagioclase) và lõi đá sa thạch được quan sát thấy hình thành rhodochrosite đỏ (MnCO3) khi tiếp xúc với CO2 siêu tới hạn trong sự hiện diện của dung dịch nước với kali clorua và mangan clorua, với phản ứng đặc biệt mạnh gần giao diện của hai dung dịch. Trong cả hai thí nghiệm, độ bão hòa nước được cung cấp bằng cách LCO2 nổi trên mặt nước. Trong điều kiện áp suất thấp đặc trưng của sao Hỏa thời kỳ đầu, nước sẽ nổi trên LCO2. Nguồn: Todd Schaef/PNNL (trái) và Earl Mattson/Mattson Hydrology (phải)
Các kênh sông và lòng hồ khô cạn trên sao Hỏa chỉ ra sự hiện diện từ lâu của một chất lỏng trên bề mặt hành tinh này, và các khoáng chất quan sát được từ quỹ đạo và từ tàu đổ bộ dường như chứng minh rằng chất lỏng đó là nước thông thường.
Không nhanh như vậy, các tác giả của một bài báo Perspectives mới trên Nature Geoscience cho rằng. Nước chỉ là một trong hai chất lỏng có thể có trong những điều kiện được cho là có trên sao Hỏa cổ đại. Chất lỏng còn lại là carbon dioxide dạng lỏng (CO2), và trên thực tế, CO2 trong khí quyển có thể dễ ngưng tụ thành chất lỏng hơn trong những điều kiện đó so với nước đá tan chảy.
Trong khi những người khác cho rằng CO2 dạng lỏng (LCO2) có thể là nguồn gốc của một số kênh sông được nhìn thấy trên sao Hỏa, thì bằng chứng về khoáng chất dường như chỉ ra duy nhất nước. Tuy nhiên, bài báo mới trích dẫn các nghiên cứu gần đây về quá trình cô lập carbon, quá trình chôn CO2 hóa lỏng thu được từ khí quyển Trái đất sâu trong các hang động ngầm, cho thấy sự biến đổi khoáng chất tương tự có thể xảy ra trong CO2 lỏng như trong nước, đôi khi thậm chí còn nhanh hơn.
Bài báo mới do Michael Hecht, nhà nghiên cứu chính của thiết bị MOXIE trên tàu thám hiểm sao Hỏa Perseverance của NASA dẫn đầu. Hecht, một nhà khoa học nghiên cứu tại Đài quan sát Haystack của MIT và là cựu giám đốc phó, cho biết, "Hiểu được lượng nước lỏng đủ có thể chảy trên sao Hỏa thời kỳ đầu để giải thích hình thái và khoáng vật học mà chúng ta thấy ngày nay có lẽ là câu hỏi chưa có lời giải lớn nhất của khoa học về sao Hỏa. Có lẽ không có câu trả lời đúng nào cả và chúng tôi chỉ đang gợi ý một mảnh ghép khả thi khác của câu đố".
Trong bài báo, các tác giả thảo luận về tính tương thích của đề xuất của họ với kiến thức hiện tại về hàm lượng khí quyển sao Hỏa và ý nghĩa đối với khoáng vật học bề mặt sao Hỏa. Họ cũng khám phá nghiên cứu cô lập carbon mới nhất và kết luận rằng "phản ứng khoáng vật LCO2 phù hợp với các sản phẩm biến đổi chủ yếu của sao Hỏa: cacbonat, phyllosilicat và sulfat".
Lập luận về khả năng tồn tại của CO2 lỏng trên bề mặt sao Hỏa không phải là kịch bản tất cả hoặc không có gì; CO2 lỏng, nước lỏng hoặc sự kết hợp có thể đã mang lại bằng chứng địa mạo và khoáng vật học như vậy cho sao Hỏa lỏng.
Ba trường hợp hợp lý cho CO2 lỏng trên bề mặt sao Hỏa được đề xuất và thảo luận: chất lỏng bề mặt ổn định, tan chảy cơ bản dưới băng CO2 và các bể chứa dưới bề mặt. Khả năng xảy ra của từng trường hợp phụ thuộc vào lượng CO2 thực tế tại thời điểm đó, cũng như các điều kiện nhiệt độ trên bề mặt.
Các tác giả thừa nhận rằng các điều kiện cô lập đã được thử nghiệm, trong đó CO2 lỏng cao hơn nhiệt độ phòng ở áp suất hàng chục atm, rất khác so với các điều kiện lạnh, áp suất tương đối thấp có thể đã tạo ra CO2 lỏng trên sao Hỏa thời kỳ đầu. Họ kêu gọi các cuộc điều tra trong phòng thí nghiệm sâu hơn trong điều kiện thực tế hơn để kiểm tra xem các phản ứng hóa học tương tự có xảy ra hay không.
Hecht giải thích, "Thật khó để nói rằng khả năng suy đoán này về sao Hỏa thời kỳ đầu thực sự đúng là bao nhiêu. Điều chúng ta có thể nói, và chúng ta đang nói, là khả năng đó đủ cao để không nên bỏ qua khả năng đó."
