Tìm ra nguyên do khiến Sao Kim trở nên "khô cằn"

So sánh bề mặt của Sao Kim (bên trái) và Trái đất (hiện nay). Ảnh: NASA/JPL-Caltech, NASA

Sao Kim là hành tinh thứ hai tính từ Mặt Trời và thường được gọi là "hàng xóm" của Trái Đất vì kích thước và khoảng cách gần như tương tự nhau. 

Tuy nhiên, Sao Kim có bầu khí quyển dày, chủ yếu bao gồm carbon dioxide, với các đám mây axit sulfuric, khiến hành tinh này mờ đục trong ánh sáng. Do đó, bầu khí quyển cũng dày đặc và nóng hơn rất nhiều so với Trái Đất, với áp suất khí quyển trên bề mặt gấp khoảng 92 lần so với Trái Đất - tương đương với độ sâu khoảng 3.000 feet dưới nước trên hành tinh của chúng ta. Địa hình chủ yếu là địa hình cằn cỗi, nhiều đá được bao phủ bởi một lớp bụi lưu huỳnh và có hàng nghìn ngọn núi lửa, một số trong đó có thể vẫn còn hoạt động.

"Sao Kim không phải là một nơi tốt đẹp. Tàu thám hiểm không gian bằng kim loại sau khi đổ bộ xuống hành tinh đã tan chảy trong vài phút. Nhiệt độ bề mặt trung bình là 867 độ F". Lý giải điều này, các nhà khoa học cho rằng Sao Kim gần mặt trời hơn Trái Đất nên nhiệt độ cao hơn. Ngoài ra Sao Kim có siêu năng lượng với bầu khí quyển nhà kính bao gồm 96% CO₂ (carbon dioxide). 

Do đó, "sự sống sẽ bị nấu chín trên bề mặt theo đúng nghĩa đen và bị khử thành nhựa đường", Martin van Kranendonk, Giáo sư địa chất và sinh vật học vũ trụ tại Đại học Curtin trao đổi với tạp chí Newsweek.

"Và tất nhiên, không có nước trên Sao Kim, nơi sinh sống của mọi sự sống trên Trái Đất", Giáo sư nhấn mạnh. 

Mặc dù, thực tế này không phải điều kiện lý tưởng cho sự sống, song các nhà khoa học tin rằng Sao Kim có thể từng có một lượng nước đáng kể từ xa xưa. Sự tồn tại của nước có thể ở dạng đại dương hoặc các khối nước bề mặt lớn. Theo thời gian, khi bức xạ mặt trời tăng lên và hoạt động địa chất thải ra nhiều carbon dioxide hơn, Sao Kim có thể đã trải qua hiệu ứng nhà kính tăng vọt. Điều này sẽ dẫn đến sự bốc hơi của bất kỳ lượng nước bề mặt nào, sự gia tăng áp suất khí quyển và nhiệt độ khắc nghiệt sau đó, biến hành tinh này thành một nơi khắc nghiệt như ngày nay.

Theo kết quả nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature, Sao Kim có thể đã mất toàn bộ nước do quá trình bốc hơi khỏi bầu khí quyển thông qua phản ứng hóa học gọi là tái hợp phân ly HCO+. Theo đó, các ion HCO+ kết hợp với các electron để tạo thành các nguyên tử carbon monoxide và hydro, sau đó bị phát tán vào không gian.

Trước đây, các lý thuyết cho rằng nước của Sao Kim bị mất đi thông qua một quá trình gọi là dòng chảy thủy động lực, mô tả cách khí thoát ra khỏi bầu khí quyển của một hành tinh.

Tuy nhiên, quá trình này không thể loại bỏ đủ nước để tạo ra tình trạng khô hạn mà chúng ta thấy trên Sao Kim ngày nay. Mặt khác, sự tái tổ hợp phân ly HCO+ có nghĩa là nước bị mất với tốc độ gấp đôi tốc độ dự đoán trong dòng chảy thủy động lực học. Điều này giải thích cho bất kỳ sự khác biệt nào trong dữ liệu thu được từ các thiết bị tàu vũ trụ ghi được trước đây.

"Quá trình này gần như tăng gấp đôi tốc độ thoát của Sao Kim. Tỷ lệ thất thoát cao này giải quyết những khó khăn tồn tại lâu dài trong quá trình nghiên cứu. Đồng thời giải thích mức độ phong phú và tỷ lệ đồng vị đo được của nước trên Sao Kim”, các nhà nghiên cứu cho biết.

Cần thực hiện các sứ mệnh tiếp theo tới Sao Kim để đo lường xem liệu sự tái hợp phân ly HCO+ có thực sự là nguyên nhân khiến Sao Kim mất đi phần lớn lượng nước hay không.

Khiêm Anh