Trên Trái đất, xói mòn sông thường là quá trình diễn ra chậm chạp. Nhưng trên sao Hỏa, lũ lớn từ các hồ miệng núi lửa tràn có vai trò quá lớn trong việc định hình bề mặt sao Hỏa, tạo ra những vực sâu và di chuyển một lượng lớn trầm tích, theo nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu Đại học Texas ở Austin dẫn đầu.

Nghiên cứu sao Hỏa mới được công bố ngày 29.9 trên tạp chí Nature cho thấy những trận lũ có thể kéo dài vài tuần nhưng xói mòn lượng phù sa đủ để lấp đầy toàn bộ hồ Superior (hồ lớn và sâu nhất của Ngũ Đại Hồ ở Bắc Mỹ và lớn thứ ba trên Trái đất) và hồ Ontario (một trong Ngũ Đại Hồ thuộc khu vực Bắc Mỹ). 

Tim Goudge, phó giáo sư tại trường Khoa học Địa chất UT Jackson, tác giả chính của nghiên cứu, nhận định, nếu nhìn nhận cách trầm tích di chuyển qua cảnh quan trên sao Hỏa cổ đại, thì lũ lụt do vỡ hồ là quá trình thực sự quan trọng trên toàn cầu. 

Hồ miệng núi lửa phổ biến trên sao Hỏa hàng tỉ năm trước khi hành tinh đỏ có nước lỏng trên bề mặt. Một số miệng núi lửa có thể chứa một lượng nước nhỏ nhưng khi nước trở nên quá nhiều không thể chứa được sẽ làm vỡ miệng núi lửa, gây lũ lụt thảm khốc và dấu vết để lại ở các thung lũng sông. Một nghiên cứu năm 2019 do phó giáo sư Goudge dẫn đầu đã xác định rằng những sự kiện này xảy ra nhanh. 

Hình ảnh viễn thám do vệ tinh quay quanh sao Hỏa chụp giúp các nhà khoa học nghiên cứu tàn tích ở những miệng núi lửa sao Hỏa bị vỡ. Tuy nhiên, hồ miệng núi lửa và thung lũng sông trên sao Hỏa phần lớn được nghiên cứu riêng lẻ. Nghiên cứu mới công bố ngày 29.9 là nghiên cứu đầu tiên điều tra 262 hồ bị vỡ trên khắp hành tinh đỏ đã định hình tổng thể bề mặt sao Hỏa thế nào. 

Từ các dữ liệu, nhóm nhà khoa học đã so sánh độ sâu, chiều dài và thể tích của các loại thung lũng khác nhau và phát hiện ra rằng những thung lũng sông hình thành từ các vết nứt hồ miệng núi lửa vượt xa sức ảnh hưởng của chúng, với xói mòn gần 1/4 ở thung lũng sông dù chỉ chiếm 3% tổng chiều dài thung lũng.

Đồng tác giả nghiên cứu Alexander Morgan, nhà khoa học tại Viện Khoa học Hành tinh, cho biết, sự khác biệt này là do các hẻm núi đầu ra sâu hơn đáng kể so với các thung lũng khác.

Độ sâu trung bình của một thung lũng sông do miệng núi lửa bị vỡ là 170,5m, nhiều hơn 2 lần so với những thung lũng sông được tạo ra dần dần theo thời gian vốn chỉ sâu trung bình 77,5m.

Những vực sâu xuất hiện nhanh trên sao Hỏa có thể đã ảnh hưởng lâu dài đến cảnh quan xung quanh. Theo các tác giả, đây là giải thích thay thế tiềm năng thay cho lời giải thích địa hình thung lũng sông trên sao Hỏa độc đáo là do khí hậu. 

Nghiên cứu chứng minh thung lũng sông do vỡ hồ miệng núi lửa đóng vai trò quan trọng trong hình thành bề mặt sao Hỏa. Nghiên cứu cũng góp phần giúp hình dung thêm về các thế giới khác. Địa chất của Trái đất đã xóa sổ hầu hết miệng núi lửa và khiến quá trình xói mòn sông diễn ra chậm và ổn định. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là quá trình tương tự sẽ xảy ra ở những hành tinh khác.  

Ông Goudge lưu ý, sao Hỏa có thể nghiêng về khả năng được định hình do thảm họa nhiều hơn so với Trái đất.