Sao Hỏa, hay còn gọi là Hành tinh Đỏ, từ lâu đã là đối tượng nghiên cứu hấp dẫn của các nhà khoa học, với lịch sử hình thành đầy biến động và bí ẩn. Mới đây, một nghiên cứu công bố ngày 28/8/2025 trên tạp chí Science đã tiết lộ rằng các khối đá từ những vụ va chạm thiên thạch khổng lồ cách đây khoảng 4,5 tỷ năm vẫn tồn tại rải rác trong lớp phủ của Sao Hỏa. Phát hiện này dựa trên dữ liệu từ tàu đổ bộ InSight của NASA, cung cấp cái nhìn chi tiết chưa từng có về cấu trúc bên trong hành tinh và quá trình tiến hóa chậm chạp của nó. Không chỉ làm sáng tỏ lịch sử sơ khai của Sao Hỏa, nghiên cứu còn mở ra những hiểu biết mới về sự hình thành của các hành tinh đá trong hệ Mặt Trời, so sánh với Trái Đất và các hành tinh khác như Sao Kim hay Sao Thủy. Bài viết này sẽ mở rộng phân tích phát hiện này, dựa trên bài gốc và các nguồn nghiên cứu tiếng Anh uy tín, để khám phá ý nghĩa khoa học và tiềm năng ứng dụng.

Phát hiện về các khối đá cổ xưa trong lớp phủ Sao Hỏa bắt nguồn từ sứ mệnh InSight của NASA, được phóng năm 2018 và kết thúc năm 2022. Tàu InSight đã ghi nhận hơn 1.319 trận địa chấn (marsquake), cung cấp dữ liệu địa chấn tiên tiến để các nhà khoa học phân tích cấu trúc nội tại hành tinh. Theo nghiên cứu dẫn đầu bởi Constantinos Charalambous từ Đại học Imperial College London, các vụ va chạm khổng lồ xảy ra cách đây 4,5 tỷ năm đã giải phóng năng lượng khổng lồ, đủ để làm tan chảy các vùng rộng lớn của lớp vỏ và lớp phủ, hình thành đại dương magma có kích thước bằng lục địa. Những va chạm này không chỉ bắn mảnh vỡ thiên thạch mà còn đẩy đá Sao Hỏa sâu vào bên trong, tạo nên các khối đá có đường kính lên tới 4 km, rải rác trong lớp phủ.

Các khối đá này được mô tả như những "mảnh vụn" từ thời kỳ hỗn loạn ban đầu của hệ Mặt Trời, khi các protoplanet (hành tinh sơ khai) va chạm lẫn nhau. Dữ liệu địa chấn cho thấy sóng địa chấn thay đổi tốc độ và hướng khi đi qua các khối này, chứng tỏ chúng có thành phần khác biệt so với lớp phủ xung quanh – dày đặc hơn và có lẽ chứa kim loại từ thiên thạch. Các nhà khoa học sử dụng mô hình sóng địa chấn từ tám trận marsquake rõ nét, bao gồm hai trận do thiên thạch va chạm gần đây gây ra (tạo hố sâu 150 mét), để vẽ nên bức tranh "lớp phủ lởm chởm" như một chiếc bánh brownie Rocky Road, với vài khối lớn bao quanh bởi nhiều khối nhỏ hơn theo mô hình fractal.

So sánh với Trái Đất, phát hiện này nổi bật sự khác biệt trong quá trình tiến hóa hành tinh. Trên Trái Đất, các dấu vết va chạm cổ xưa đã bị xóa sổ do hoạt động kiến tạo mảng, nơi lớp phủ bị khuấy đảo liên tục bởi dòng đối lưu, dẫn đến tái chế vỏ và phủ. Ví dụ, vùng Cascadia ở Bắc Mỹ chứng kiến quá trình hút chìm, làm biến đổi nội tại hành tinh. Ngược lại, Sao Hỏa hình thành "nắp ùn tắc" (stagnant lid) sớm, với lớp vỏ duy nhất không di chuyển, bảo tồn các cấu trúc cổ xưa như một "hóa thạch sống" qua hàng tỷ năm. Điều này giải thích tại sao lớp phủ Sao Hỏa tiến hóa chậm, giữ nguyên các mảnh vỡ từ thời kỳ hỗn loạn, trong khi Trái Đất trở nên mịn màng hơn.

Ý nghĩa của phát hiện vượt xa Sao Hỏa. Nó cung cấp cái nhìn về sự hình thành các hành tinh đá không có kiến tạo mảng, như Sao Kim (với lớp phủ có thể tương tự) hay Sao Thủy. Các khối đá này có thể là tàn tích của "hành tinh thất bại" – những protoplanet không hình thành đầy đủ – va chạm với Sao Hỏa non trẻ. Hơn nữa, nghiên cứu liên kết với các phát hiện khác về Sao Hỏa, như mạng lưới sông cổ dài 15.000 km (chứng tỏ từng có nước lỏng) hay nguyên nhân mất nước do từ trường yếu, dẫn đến bốc hơi khí quyển. Dữ liệu từ tàu Perseverance, lấy mẫu đá từ hố Jezero, có thể bổ sung bằng chứng về đại dương magma cổ xưa.

Từ góc nhìn lịch sử hệ Mặt trời, các va chạm này tương tự "Thời kỳ Ném Bom Muộn" (Late Heavy Bombardment) khoảng 4 tỷ năm trước, ảnh hưởng đến tất cả hành tinh nội. Trên Sao Hỏa, chúng có thể góp phần tạo nên địa hình như cao nguyên Hellas - hố va chạm lớn nhất hệ Mặt trời. Phát hiện cũng hỗ trợ sứ mệnh tương lai, như lấy mẫu lớp phủ qua khoan sâu hoặc robot địa chấn, để hiểu rõ hơn về nguồn gốc sự sống (nếu có) trên Sao Hỏa.

Ngoài ra, nghiên cứu nhấn mạnh vai trò của công nghệ địa chấn trong khám phá hành tinh. InSight, dù gặp vấn đề bụi bám tấm pin mặt trời, đã cung cấp dữ liệu đột phá, vượt xa mong đợi. Các nhà khoa học hy vọng áp dụng kỹ thuật này cho Mặt trăng hoặc các vệ tinh băng của Sao Mộc.

Tóm lại, phát hiện các khối đá từ va chạm thiên thạch cổ xưa trong lớp phủ Sao Hỏa là bước tiến quan trọng, làm sáng tỏ lịch sử biến động của Hành tinh Đỏ và sự khác biệt với Trái Đất. Dữ liệu từ InSight không chỉ vẽ nên bức tranh nội tại "lởm chởm" mà còn mở ra tiềm năng nghiên cứu các hành tinh khác, hỗ trợ sứ mệnh khám phá vũ trụ. Trong tương lai, sự kết hợp giữa địa chấn học và lấy mẫu sẽ giúp giải mã nguồn gốc hệ Mặt trời. Phát hiện này nhắc nhở rằng Sao Hỏa không phải hành tinh chết mà là kho lưu trữ lịch sử, khơi dậy hy vọng về khám phá sự sống ngoài Trái đất.

P.T (NASTIS)

Tài liệu tham khảo

1. "NASA Marsquake Data Reveals Lumpy Nature of Red Planet's Interior" (NASA, 2025).
2. "Dozens of mysterious blobs discovered inside Mars may be the remnants of failed planets" (Live Science, 2025).
3. "Mars's mantle preserves chaotic features from colossal impacts" (Phys.org, 2025).
4. "Mars' Interior Still Has Evidence Of Ancient Impact" (IFLScience, 2025).