Các nhà khoa học đã dùng sóng ScS (kiểu sóng S nảy ra khỏi lõi ấy) để đo được bán kính lõi Sao Hỏa khoảng 1.800 km, và xác nhận luôn là lõi này ở dạng lỏng chứ không phải rắn đâu nha!
Nếu bạn từng học về khoa học hành tinh hoặc lật mở sách về Hệ Mặt trời, chắc hẳn đã thấy những sơ đồ vẽ cấu trúc bên trong các hành tinh với lớp vỏ, lớp phủ và lõi rồi đúng không?
Nhưng plot twist là... những sơ đồ đó "toàn vẽ và đoán mò thôi" dựa theo phép đo hấp dẫn, theo lời Mark Panning - nhà địa vật lý ở Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực NASA. Hành tinh duy nhất mà các nhà khoa học hiểu rõ cấu trúc bên trong chính là... Trái Đất mình đây!
Chúng ta biết được bên trong Trái Đất nhờ đo địa chấn, mà trước giờ chưa làm được việc này ở hành tinh khác. Nhưng giờ thì khác rồi, các nhà nghiên cứu cuối cùng cũng xác nhận được là Sao Hỏa có một lõi kim loại lỏng siêu to!
Panning là nhà khoa học của dự án JPL cho sứ mệnh InSight của NASA, đã hạ cánh máy đo địa chấn xuống hành tinh đỏ từ năm 2018 và ghi lại các trận "Marsquakes" (động đất trên Sao Hỏa ấy) từ đó đến giờ. Tàu InSight được thiết kế để khui ra cấu trúc bên trong Sao Hỏa thông qua các kết quả đo địa chấn và nhiệt từ bãi đáp trên Elysium Planitia - một đồng bằng dọc xích đạo của Sao Hỏa.
Panning và hội bạn đã dùng data từ InSight để xác định độ dày và cấu trúc có thể có của lớp vỏ Sao Hỏa, nhiệt độ của lớp phủ, và đưa ra xác nhận địa chấn trực tiếp đầu tiên về lõi của hành tinh này luôn!
Trong nghiên cứu về lớp vỏ Sao Hỏa, các nhà nghiên cứu dùng hai loại sóng địa chấn - sóng P và sóng S - để xác định cấu trúc và độ dày của lớp vỏ.
Theo Panning thì sóng P chạy nhanh hơn sóng S, và việc đo sự chênh lệch thời gian của chúng đến máy đo cho phép xác định được vị trí của trận động đất trên Sao Hỏa.
Điểm thú vị là khi sóng P đi qua chỗ chuyển đổi vật chất (như từ lớp đệm sang lớp vỏ), "hầu hết năng lượng vẫn đi dưới dạng sóng P, nhưng một tý sẽ chuyển thành sóng S", Panning giải thích. Đo sự chênh lệch thời gian của hai sóng này sẽ cho biết khi nào chúng đã đi qua một lớp mới.
Vùng này trên Sao Hỏa gọi là Cerberus Fossae, nơi phát sinh hai trận động đất lớn nhất mà InSight phát hiện được đó!
Các nhà nghiên cứu đã thấy ba "điểm va chạm" trong data mà có hai mô hình có thể giải thích tốt như nhau.
Mô hình thứ nhất: lớp vỏ bên dưới InSight có hai lớp và dày khoảng 20 km. Mô hình thứ hai: lớp vỏ có ba lớp và dày khoảng 39 km.
Điều này cho thấy lớp vỏ Sao Hỏa dày trung bình từ 24 đến 72 km, và "cả hai đều mỏng hơn so với dự đoán trước khi có sứ mệnh này", Panning nói. Một số mô hình trước đây từng cho rằng lớp vỏ hành tinh này dày tới 100 km cơ!
Còn nghiên cứu về lớp phủ Sao Hỏa thì lại xem các sóng địa chấn nảy ra khỏi bề mặt nhiều lần (nên đến muộn hơn sóng P và S), Panning giải thích, đồng thời đo vận tốc của chúng để hiểu độ đặc và nhiệt độ của lớp phủ.
"Để khớp với các vận tốc mà chúng tôi quan sát được, bạn phải giữ cho lớp phủ tương đối mát so với phạm vi mô hình đã xem xét trước khi có data", ông nói.
Panning cho biết thêm, phát hiện này kết hợp với kết quả nghiên cứu lớp vỏ vì nếu lớp phủ nóng hơn nằm dưới lớp vỏ mỏng hơn sẽ tạo ra nhiều núi lửa hơn những gì thấy trên Sao Hỏa hiện tại. Các quan sát về lớp phủ lạnh hơn cũng dẫn đến ước tính rằng lớp vỏ Sao Hỏa giàu các nguyên tố phóng xạ sinh nhiệt hơn - gấp từ 13 đến 20 lần so với lớp vỏ luôn!
Nghiên cứu lõi Sao Hỏa đã dùng sóng ScS - sóng S nảy ra khỏi lõi - để xác định bán kính lõi khoảng 1.800 km và xác nhận các phép đo trọng lực cho thấy lõi là chất lỏng.
Panning nói: "Một lõi rắn sẽ không tạo ra phản xạ đủ mạnh để chúng ta nhận thấy được. Nhưng trên thực tế, chúng tôi đã ghi lại được nó, xác nhận rằng lõi là chất lỏng".
Các phép đo này thực hiện được là nhờ độ nhạy cực khủng của máy đo địa chấn, mà Panning cho biết có thể đo rung động ở quy mô của một nguyên tử hydro nha!
Ông nói: "Trên Trái Đất, luôn có tiếng ồn địa chấn từ các đại dương. Nhưng máy đo địa chấn của chúng tôi trên Sao Hỏa có lẽ nhạy hơn hai bậc độ lớn so với những chiếc máy đo tốt nhất trên Trái Đất".
Trái Đất cũng là một hành tinh đá, giống như Sao Thủy, Sao Kim và Sao Hỏa, nên hiểu được sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh đá khác có thể là chìa khóa để hiểu được hành tinh mà chúng ta đang sống nè!
Nguồn: soha.vn