Ngày nay sao Hỏa là một thế giới băng giá. Tuy nhiên, trong suốt lịch sử, nó đã có những thời điểm nhiệt độ tốt hơn qua đó sông và biển chảy qua, với các sông băng tan chảy, và có thể có sự sống dồi dào.
Tuy nhiên, ngày nay, sao Hỏa có bề mặt khô cằn, trong đó lượng nước trong bầu khí quyển của nó thường ngưng tụ thành băng giá, đặc biệt là gần cực bắc của nó. Trong khu vực đó nó hình thành các chỏm băng lâu năm. Điều gì đã xảy ra với khí hậu của sao Hỏa?
Bề mặt và bầu khí quyển của sao Hỏa
Mặc dù có vẻ như chưa từng có, mặc dù CO2 vẫn giữ nhiệt, ở khu vực cực nam của hành tinh sao Hỏa, Rất nhiều CO2 đông lạnh cư trú. Bề mặt của hành tinh này không có dấu hiệu của nước, ngoại trừ một số khu vực băng giá hoặc dưới dạng các thung lũng do các trận lũ cũ mở ra.
Bầu khí quyển của sao Hỏa lạnh, khô và hiếm. Lớp màn mỏng này, bao gồm chủ yếu là CO2, tạo ra một áp lực trên bề mặt ít hơn 1% trong số đó được đăng ký trên Trái đất ở mực nước biển. Quỹ đạo của sao Hỏa cách Mặt trời xa hơn 50% so với hành tinh của chúng ta. Ngoài ra, bầu không khí bao quanh nó rất tốt, điều này góp phần tạo nên khí hậu băng giá này. Nhiệt độ trung bình là -60 độ, đạt đến nhiệt độ -123 độ ở các cực.
Hoàn toàn ngược lại hành tinh venus . Mặt trời giữa trưa có khả năng sưởi ấm bề mặt đủ để có thể tạo ra thỉnh thoảng tan băng, nhưng áp suất khí quyển thấp khiến nước bốc hơi gần như ngay lập tức.
Mặc dù bầu khí quyển chứa một lượng nhỏ nước và đôi khi xảy ra mây nước và băng, khí hậu sao Hỏa được đặc trưng bởi bão cát hoặc gales carbon dioxide. Mỗi mùa đông, một trận bão tuyết do carbon dioxide băng giá ập đến một trong các cực, và khi carbon dioxide bay hơi ở nắp cực đối diện, vài mét băng tuyết khô tích tụ. Nhưng ngay cả ở cực nơi đang là mùa hè và mặt trời chiếu sáng cả ngày, nhiệt độ lại tăng đến mức làm tan chảy nước băng giá đó.
Quá khứ của sao Hỏa
Hầu hết các miệng núi lửa trên sao Hỏa đều bị xói mòn nặng nề. Xung quanh hầu hết mọi miệng núi lửa nhỏ nhất và lớn nhất mà bạn có thể thấy cấu trúc tương tự như dòng chảy bùn. Những phân bùn này rất có thể là tàn tích đông lạnh của các trận đại hồng thủy cổ đại, sự va chạm của các tiểu hành tinh hoặc sao chổi với bề mặt sao Hỏa, làm tan chảy các khu vực của lớp băng vĩnh cửu và khoét các lỗ khổng lồ sâu dưới lòng đất thành các khu vực chứa nước lỏng.
Bằng chứng đã được tìm thấy rằng vào một thời điểm nào đó, băng hình thành trên bề mặt tạo nên những cảnh quan đặc trưng của băng. Chúng bao gồm các rặng núi đá được tạo thành từ trầm tích để lại bên lề của chúng do các sông băng tan chảy và các dải cát và sỏi uốn khúc lắng đọng dưới các sông băng bởi các con sông chạy dưới lớp băng.
Có thể là chu trình nước trên sao Hỏa có các thành phần trong các giai đoạn ẩm ướt. Một bầu không khí dày đặc rất có thể sẽ chứa một lượng đáng kể nước bốc hơi từ các hồ và biển. Hơi nước sẽ ngưng tụ tạo thành mây và cuối cùng kết tủa thành mưa. Nước rơi xuống sẽ tạo ra dòng chảy và phần lớn nó sẽ thấm qua bề mặt. Mặt khác, tuyết rơi sẽ tích tụ tạo thành các sông băng, và chúng sẽ thải nước tan chảy của chúng vào các hồ băng.
Một số hình ảnh chụp từ sao Hỏa tiết lộ sự tồn tại của các kênh thoát nước khổng lồ bị vỡ trên bề mặt. Một số cấu trúc này rộng hơn 200 km và kéo dài 2000 km hoặc hơn. Hình dạng của các kênh thoát nước này cho thấy rằng nước có thể đã vượt qua bề mặt không ít hơn với tốc độ khoảng 270 km một giờ.
Một đại dương đã mất?
Ở một số khu vực cao của Sao Hỏa có hệ thống rộng lớn các thung lũng thoát ra các trũng trầm tích dưới đáy, những khu vực thấp đã từng bị ngập lụt. Nhưng những hồ này không phải là nơi tích tụ nước lớn nhất trên hành tinh. Khi lũ lụt tái diễn, các kênh tiêu thoát nước chảy về phía bắc và do đó hình thành một loạt các hồ và biển thoáng qua. Như có thể được giải thích trong các bức ảnh, nhiều đặc điểm quan sát được xung quanh các bồn trũng tác động cũ này đánh dấu các khu vực mà các sông băng đổ vào các vùng nước sâu đó.
Theo các tính toán khác nhau, một trong những vùng biển lớn nhất ở phía bắc sao Hỏa có thể đã dịch chuyển một thể tích tương đương với Vịnh Mexico và biển Địa Trung Hải cùng với nhau. Thậm chí có khả năng rằng một đại dương đã từng tồn tại trên sao Hỏa. Bằng chứng của điều này dựa trên thực tế là nhiều đặc điểm của vùng đồng bằng phía Bắc gợi nhớ đến sự xói mòn của đường bờ biển. Đại dương giả định này được gọi là Đại dương Borealis. Người ta ước tính rằng nó có thể lớn hơn Bắc Băng Dương của chúng ta khoảng bốn lần và mô hình chu trình nước trên sao Hỏa đã được đề xuất có thể giải thích sự hình thành của nó.
Hầu hết các chuyên gia hành tinh học hiện nay đều chấp nhận rằng các khối nước lớn thường xuyên được hình thành trên vùng đồng bằng phía bắc của sao Hỏa, nhưng nhiều người phủ nhận rằng từng có một đại dương thực sự.
Biến đổi khí hậu
Trên một sao Hỏa trẻ, sự xói mòn mạnh có thể diễn ra, làm nhẵn bề mặt. Nhưng sau đó, khi bước sang tuổi trung niên, khuôn mặt của ông trở nên lạnh, khô và có sẹo. Kể từ đó, sẽ chỉ có một số thời kỳ ôn đới rải rác làm trẻ hóa bề mặt của nó ở một số khu vực nhất định.
Tuy nhiên, cơ chế luân phiên giữa các chế độ nhẹ và khắc nghiệt trên sao Hỏa phần lớn vẫn là một bí ẩn. Hiện tại, chỉ có thể mạo hiểm những lời giải thích tỉ mỉ về cách những thay đổi khí hậu này có thể xảy ra.
Một trong những giả thuyết về sự thay đổi khí hậu trên sao Hỏa dựa trên độ nghiêng của trục quay so với vị trí lý tưởng của nó, vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo. Giống như Trái đất, Sao Hỏa hiện nghiêng khoảng 24 độ. Độ nghiêng này thay đổi thường xuyên theo thời gian. Độ nghiêng cũng thay đổi mạnh. Cứ sau khoảng 10 triệu năm, sự biến đổi của trục nghiêng thường bao phủ tới 60 độ. Ngoài ra, hướng của trục nghiêng và hình dạng quỹ đạo của sao Hỏa thay đổi theo thời gian, theo một chu kỳ.
Các cơ chế thiên thể này, đặc biệt là xu hướng của trục quay nghiêng quá mức, gây ra nhiệt độ theo mùa khắc nghiệt. Ngay cả với một bầu khí quyển hiếm có như khí quyển bao phủ hành tinh ngày nay, nhiệt độ mùa hè ở vĩ độ trung bình và cao có thể đã vượt quá điểm đóng băng đều đặn trong nhiều tuần trong thời gian xiên lớn, và mùa đông sẽ còn khắc nghiệt hơn ngày nay.
Tuy nhiên, với sự ấm lên vừa đủ của một trong các cực trong mùa hè, bầu không khí hẳn đã thay đổi đáng kể. Có thể sự phát thải khí từ nắp băng quá nóng, từ nước ngầm cacbonic hoặc lớp băng vĩnh cửu giàu carbon dioxide, đã làm dày bầu khí quyển đủ để tạo ra khí hậu nhà kính thoáng qua. Trong những điều kiện này có thể có nước trên bề mặt. Các phản ứng hóa học trong nước sẽ lần lượt được hình thành trong các thời kỳ ấm áp đó là muối và đá cacbonat; quá trình này sẽ từ từ loại bỏ carbon dioxide khỏi khí quyển và do đó làm giảm hiệu ứng nhà kính. Việc quay trở lại mức độ xiên vừa phải sẽ tiếp tục làm lạnh hành tinh và kết tủa băng tuyết khô, làm mỏng bầu khí quyển hơn nữa và đưa sao Hỏa về trạng thái băng giá bình thường.