Một nghiên cứu mới cho thấy sao Kim, một hành tinh nóng bỏng, có thể đã từng trải qua hoạt động kiến tạo mảng tương tự như Trái đất sơ khai. Phát hiện này đặt ra những kịch bản hấp dẫn liên quan đến khả năng có sự sống cổ đại trên sao Kim, quá khứ tiến hóa của hành tinh này và lịch sử của hệ Mặt trời.
Viết trên tạp chí Nature Astronomy, một nhóm các nhà khoa học do các nhà nghiên cứu của Đại học Brown dẫn đầu mô tả việc sử dụng dữ liệu khí quyển từ sao Kim và mô hình máy tính để chỉ ra rằng thành phần của khí quyển hiện tại và áp suất bề mặt của hành tinh chỉ có thể có được nhờ vào quá trình kiến tạo mảng sơ khai, một quá trình quan trọng đối với sự sống bao gồm nhiều mảng lục địa đẩy, kéo và trượt lên nhau.
Trên Trái đất, quá trình này mạnh thêm qua hàng tỷ năm, hình thành các lục địa và dãy núi mới, và dẫn đến các phản ứng hóa học giúp ổn định nhiệt độ bề mặt hành tinh, tạo ra một môi trường thuận lợi hơn cho sự sự sống phát triển.
Mặt khác, sao Kim, hàng xóm và hành tinh chị em gần nhất của Trái đất, lại biến đổi theo hướng ngược lại. Ngày nay, nhiệt độ bề mặt của nó đủ nóng để làm tan chảy chì. Một lời giải thích là hành tinh này luôn được cho là có một "lớp vỏ tĩnh lặng", nghĩa là bề mặt của nó chỉ có một mảng duy nhất ít co giãn, chuyển động và giải phóng khí vào khí quyển.
Bài báo mới đề xuất rằng điều đó không phải lúc nào cũng đúng. Để giải thích sự phong phú của nitơ và carbon dioxide có trong bầu khí quyển, sao Kim phải có kiến tạo mảng vào khoảng 4,5 tỷ đến 3,5 tỷ năm trước. Bài báo gợi ý rằng hoạt động kiến tạo sơ khai này, giống như trên Trái đất, đã bị hạn chế về số lượng các mảng di chuyển và mức độ dịch chuyển của chúng.
Matt Weller, tác giả chính của nghiên cứu, người đã hoàn thành công trình khi còn là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Brown và hiện đang làm việc tại Viện Mặt trăng và Hành tinh ở Houston, cho biết: “Một trong những điểm đáng chú ý của bức tranh lớn là rất có thể chúng ta cùng lúc đã có hai hành tinh trong hệ Mặt trời hoạt động ở chế độ kiến tạo mảng – một kiểu hoạt động địa chất tạo điều kiện cho sự sống mà chúng ta thấy trên Trái đất ngày nay”.
Điều này làm gia tăng khả năng tồn tại sự sống của vi sinh vật trên sao Kim cổ đại, và chỉ ra rằng tại một thời điểm trong quá khứ, hai hành tinh đã giống nhau hơn so với những suy nghĩ trước đây.
Nghiên cứu cũng nêu bật khả năng kiến tạo mảng trên các hành tinh có thể thay đổi theo thời gian – và do đó, sự sống cũng vậy.
Theo bài báo, hiểu biết này sẽ rất quan trọng khi các nhà khoa học muốn tìm hiểu các mặt trăng – như Europa của sao Mộc, nơi đã được chứng minh có bằng chứng về sự kiến tạo mảng giống Trái đất – và các ngoại hành tinh ở xa.
Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu hiện tại về bầu khí quyển của sao Kim làm điểm kết thúc cho các mô hình và bắt đầu bằng việc giả định rằng hành tinh này đã có một lớp vỏ tĩnh lặng trong toàn bộ thời gian tồn tại. Họ nhanh chóng thấy rằng các mô phỏng tái tạo bầu khí quyển hiện tại của hành tinh không khớp với lượng nitơ và carbon dioxide hiện có trong bầu khí quyển và áp suất bề mặt của nó.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã mô phỏng những gì lẽ ra phải xảy ra trên hành tinh này để nó đến được vị trí như ngày nay. Cuối cùng, họ đã khớp các con số gần như chính xác khi tính đến chuyển động kiến tạo ban đầu trong lịch sử của sao Kim, sau đó là mô hình lớp vỏ tĩnh lặng tồn tại cho đến ngày nay.
Nhìn chung, nhóm nghiên cứu tin rằng công trình này đóng vai trò như một minh chứng về khả năng của bầu khí quyển trong việc cung cấp những hiểu biết sâu sắc về quá khứ hành tinh.
Evans nói: “Chúng tôi vẫn đang triển khai mô hình sử dụng bề mặt của các hành tinh để hiểu lịch sử của chúng. Lần đầu tiên chúng tôi chứng minh được rằng bầu khí quyển thực sự có thể là cách tốt nhất để hiểu một số lịch sử rất cổ xưa của các hành tinh có bề mặt không được bảo tồn tốt”.
Các sứ mệnh DAVINCI sắp tới của NASA sẽ đo các chất khí trong bầu khí quyển sao Kim, có thể giúp củng cố cho các kết quả của phát hiện mới. Trong khi chờ đợi, các nhà nghiên cứu có kế hoạch đi sâu vào câu hỏi quan trọng mà bài báo đặt ra: Điều gì đã xảy ra với hoạt động kiến tạo mảng trên sao Kim? Giả thuyết trong bài báo cho rằng hành tinh này cuối cùng đã trở nên quá nóng và bầu khí quyển của nó quá dày, làm khô các thành phần cần thiết cho chuyển động kiến tạo.
Daniel Ibarra, giáo sư tại Khoa Khoa học Trái đất, Môi trường và Hành tinh tại Đại học Brown và đồng tác giả của bài báo, cho biết: “Sao Kim về cơ bản đã cạn kiệt năng lượng ở một mức độ nào đó và điều đó đã khiến quá trình này bị hãm lại”.
Các nhà nghiên cứu cho biết chi tiết về cách điều đó xảy ra có thể có ý nghĩa quan trọng đối với Trái đất.
Weller nói: “Đó sẽ là bước quan trọng tiếp theo trong việc tìm hiểu sao Kim, sự tiến hóa của nó và cuối cùng là số phận của Trái đất. Điều kiện nào sẽ buộc Trái đất biến đổi theo con đường giống sao Kim, và điều kiện nào có thể cho phép Trái đất duy trì khả năng ở được?”
Theo Phys.org
