Một nghiên cứu mới dựa trên dữ liệu địa chấn do tàu đổ bộ InSight của NASA thu được cung cấp sự hiểu biết đầy đủ hơn về phần bên trong sâu thẳm của sao Hỏa và những chi tiết mới về sự khác biệt giữa Trái đất - hành tinh thứ ba tính từ mặt trời và sao Hỏa - hành tinh thứ tư.

Nghiên cứu - được thông báo bằng phát hiện đầu tiên về sóng địa chấn truyền qua lõi của một hành tinh không phải Trái đất - cho thấy lớp trong cùng của sao Hỏa nhỏ hơn và đặc hơn một chút so với những gì được biết trước đây. Nó cũng cung cấp đánh giá tốt nhất cho đến nay về thành phần của lõi sao Hỏa.

Cả hai hành tinh đều sở hữu lõi bao gồm chủ yếu là sắt lỏng. Nhưng khoảng 20% ​​lõi sao Hỏa được tạo thành từ các nguyên tố nhẹ hơn sắt - chủ yếu là lưu huỳnh, ngoài ra còn có ôxy, carbon và một chút hydro. 

Con số trên gần gấp đôi tỉ lệ phần trăm của các nguyên tố tương tự trong lõi Trái đất, nghĩa là lõi sao Hỏa kém đặc hơn đáng kể so với lõi hành tinh của chúng ta - mặc dù dày đặc hơn so với ước tính năm 2021 dựa trên một loại dữ liệu khác từ InSight.

Nhà địa chấn học Jessica Irving thuộc Đại học Bristol ở Anh cho biết: “Các vùng sâu nhất của Trái đất và sao Hỏa có các thành phần khác nhau - có thể là sản phẩm của cả điều kiện và quá trình hoạt động khi các hành tinh hình thành và vật liệu tạo ra chúng”.

Jessica Irving là tác giả của nghiên cứu được công bố trong tuần này trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ.

Nghiên cứu cũng tinh chỉnh kích thước của lõi sao Hỏa, cho thấy nó có đường kính khoảng 3.560-3.620 km, nhỏ hơn khoảng 20-50 km so với ước tính trước đây. Lõi sao Hỏa nhỏ hơn một chút so với lõi Trái đất.

Bản chất của lõi có thể đóng vai trò quyết định liệu một hành tinh đá hay mặt trăng có thể chứa sự sống hay không. Ví dụ, lõi là công cụ tạo ra từ trường của Trái đất để che chắn hành tinh khỏi bức xạ hạt vũ trụ và mặt trời có hại.

Irving cho biết: "Trên các hành tinh và mặt trăng như Trái đất, có các lớp bên ngoài là silicat - đá và lõi kim loại chủ yếu là sắt. Một trong những cách quan trọng nhất mà lõi có thể tác động đến khả năng sinh sống là tạo ra từ trường hành tinh".

Lõi Trái đất làm điều này nhưng lõi của sao Hỏa thì không - mặc dù nó đã từng như vậy hàng tỉ năm trước. Lõi của sao Hỏa có thể không còn chuyển động hỗn loạn, tràn đầy năng lượng cần thiết để tạo ra một trường như vậy.

Sao Hỏa có đường kính khoảng 6.779 km, so với đường kính của Trái đất khoảng 12.742 km, và Trái đất lớn hơn gần bảy lần về tổng thể tích.

Hành vi của sóng địa chấn truyền qua một hành tinh có thể tiết lộ chi tiết về cấu trúc bên trong của nó. Những phát hiện mới bắt nguồn từ hai sự kiện địa chấn xảy ra ở phía đối diện của sao Hỏa với nơi tàu đổ bộ InSight - và cụ thể là thiết bị đo địa chấn của nó - đặt trên bề mặt hành tinh.

Đầu tiên là trận động đất tháng 8.2021 có tâm gần Valles Marineris, hẻm núi lớn nhất trong hệ mặt trời. Thứ hai là vụ va chạm thiên thạch vào tháng 9.2021 để lại một miệng núi lửa có đường kính khoảng 130 mét.

NASA chính thức cho InSight "nghỉ hưu" vào tháng 12 năm ngoái sau bốn năm hoạt động trên sao Hỏa. Bụi tích tụ khiến pin năng lượng mặt trời của InSight không thể sạc lại.

"Sứ mệnh InSight đã thành công rực rỡ trong việc giúp chúng tôi giải mã cấu trúc và điều kiện bên trong hành tinh đỏ" - nhà địa vật lý và đồng tác giả nghiên cứu Vedran Lekic của Đại học Maryland cho biết.

"Việc triển khai một mạng lưới máy đo địa chấn trên sao Hỏa sẽ giúp khám phá nhiều hơn nữa và giúp chúng ta hiểu hành tinh này như một hệ thống, điều mà chúng ta không thể làm được bằng cách chỉ nhìn vào bề mặt của nó từ quỹ đạo" - Lekic nói thêm.