Phân tích mới cho thấy khối đá hình thành ít nhất 4,1 tỷ năm trước, đồng thời chứa những dấu hiệu cho thấy nước từng tác động và làm biến đổi lớp vỏ hành tinh Đỏ từ thời kỳ rất sớm.
Teghaza 001 là một trong những thiên thạch Sao Hỏa cổ xưa nhất từng được tìm thấy trên Trái Đất. (Ảnh: Darryl Pitt)
Được đặt tên là Teghaza 001, thiên thạch có màu hồng này là một trong những mẫu đá sao Hỏa cổ nhất từng được tìm thấy trên Trái Đất. Đáng chú ý, thành phần hóa học của nó khác biệt rõ rệt so với những thiên thạch Sao Hỏa từng được nghiên cứu trước đây, mở ra cơ hội tìm hiểu một khu vực lớp vỏ mà các nhà khoa học chưa từng trực tiếp lấy mẫu.
Theo Yang Liu, nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu công bố trên tạp chí Science: "Đây là một thiên thạch Sao Hỏa cổ đại rất hiếm, cho chúng ta cơ hội quan sát lớp vỏ và lớp phủ sơ khai của hành tinh này, vào thời điểm sự sống mới bắt đầu xuất hiện trên Trái Đất".
Các nhà khoa học cho rằng Teghaza 001 hình thành từ dung nham có nguồn gốc sâu bên trong lớp phủ, tầng đá nóng nằm giữa lõi và lớp vỏ hành tinh. Sau khi nguội đi, khối đá trở thành một phần của lớp vỏ sao Hỏa.
Theo Liu, thành phần hóa học đặc biệt của thiên thạch cho thấy nó bắt nguồn từ một khu vực trên sao Hỏa mà các nhà khoa học chưa từng có mẫu vật tương tự để nghiên cứu.
Teghaza 001 được đặt theo tên một vùng đồng bằng muối ở Mali, quốc gia thuộc Tây Phi, nơi những người săn tìm thiên thạch phát hiện ra nó vào năm 2022. Mẫu vật gồm 8 mảnh vỡ, có tổng trọng lượng 798,5 gram. Mảnh lớn nhất nặng 442 gram.
Các nhà khoa học cho rằng một tiểu hành tinh hoặc sao chổi từng va chạm với Sao Hỏa, tạo ra lực đủ mạnh để hất khối đá này thoát khỏi lực hấp dẫn tương đối yếu của hành tinh và bay vào không gian. Sau đó, Teghaza 001 có thể đã quay quanh Mặt Trời trong hàng triệu năm trước khi bị lực hấp dẫn của Trái Đất hút vào và rơi xuống khí quyển.
Hiện chưa thể xác định chính xác thời điểm xảy ra vụ va chạm trên Sao Hỏa hay thời điểm thiên thạch đến Trái Đất. Những đặc điểm trên bề mặt cho thấy nó có thể đã nằm trong môi trường sa mạc một thời gian trước khi được tìm thấy.
Matthew Genge, Phó giáo sư khoa học Trái Đất và hành tinh tại Đại học Imperial College London, người không tham gia nghiên cứu, đánh giá đây là một phát hiện đặc biệt bởi thiên thạch này không chỉ đến từ một hành tinh khác mà còn có tuổi đời vượt xa phần lớn các loại đá hình thành trên Trái Đất.
Ông cho rằng mẫu vật mở ra cơ hội nghiên cứu những giai đoạn đầu tiên trong lịch sử Sao Hỏa, thời kỳ mà nước được cho là từng hiện diện trên hành tinh này.
Điều thú vị là tuổi đời đặc biệt của Teghaza 001 không được nhận ra ngay từ đầu. Yang Liu thậm chí từng suýt bỏ qua cơ hội nghiên cứu mẫu vật này.
Khi được đề nghị tiếp nhận, thiên thạch được phân loại là shergottite – nhóm thiên thạch Sao Hỏa phổ biến nhất từng được tìm thấy trên Trái Đất. Trước đó, Liu đã nghiên cứu một số mẫu thuộc nhóm này. Shergottite chiếm gần 90% bộ sưu tập thiên thạch ao Hỏa đã biết và phần lớn có tuổi đời dưới 600 triệu năm.
Sau khi đồng ý phân tích Teghaza 001, bà phát hiện mẫu vật chứa zircon – loại tinh thể hình thành khi đá nóng chảy nguội đi. Khoáng vật này có khả năng lưu giữ những thông tin quan trọng về thời điểm đá hình thành.
Kết quả phân tích cho thấy các tinh thể zircon trong mẫu vật có tuổi đời ít nhất 4,1 tỷ năm. Điều đó có nghĩa Teghaza 001 hình thành trong khoảng 400 triệu năm đầu tiên sau khi Sao Hỏa ra đời.
Để kiểm chứng kết quả, nhóm nghiên cứu còn sử dụng một phương pháp xác định niên đại mới do Hayward Melton, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Viện Công nghệ California (Caltech) và đồng tác giả nghiên cứu, phát triển.
Thay vì hòa tan những mảnh đá tương đối lớn như các kỹ thuật truyền thống, phương pháp này sử dụng tia laser để làm bay hơi những vùng vật liệu cực nhỏ. Nhóm nghiên cứu dùng một chùm laser có đường kính chỉ bằng khoảng 1/10 đường kính sợi tóc người để phân tích các hạt và tinh thể li ti bên trong thiên thạch.
Theo Melton, kỹ thuật này giúp rút ngắn thời gian xác định tuổi của mẫu vật từ khoảng một tháng xuống chỉ còn một ngày. Quan trọng hơn, nó cho phép bảo toàn phần lớn vật liệu ban đầu để phục vụ những nghiên cứu tiếp theo.
Matthew Genge cho biết Teghaza 001 thuộc loại đá bazan, tương tự những loại đá tạo nên phần lớn đáy đại dương trên Trái Đất hoặc hình thành từ hoạt động núi lửa tại Iceland và Hawaii.
Điều khiến thiên thạch này trở nên đặc biệt nằm ở thành phần khoáng vật và hóa học. Phân tích cho thấy nó có dấu hiệu từng tương tác với nước trong lớp vỏ Sao Hỏa cổ đại.
Theo Melton, phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về điều kiện trên Sao Hỏa thời kỳ đầu, đồng thời tìm lời giải cho câu hỏi vì sao hành tinh này dần trở nên khô cằn trong khi Trái Đất vẫn duy trì được lượng nước dồi dào. Những khác biệt đó cũng có ý nghĩa quan trọng đối với việc tìm hiểu khả năng tồn tại sự sống trên các hành tinh.
Teghaza 001 chủ yếu cấu tạo từ hai loại khoáng chất giàu canxi, nhưng tỷ lệ của chúng khác thường và chưa từng được ghi nhận trong những mẫu thiên thạch Sao Hỏa khác. Mẫu vật cũng chứa các đồng vị oxy với tỷ lệ tương đối khác biệt so với những loại đá khác đã biết từ Hành tinh Đỏ.
Thông thường, các nhà khoa học xác định nguồn gốc của thiên thạch sao Hỏa bằng cách đối chiếu thành phần khoáng vật và hóa học với dữ liệu thu thập từ những sứ mệnh thám hiểm hành tinh này, trong đó có tàu đổ bộ Viking và các robot Curiosity, Perseverance của NASA.
Với Teghaza 001, nhóm nghiên cứu đã tiến thêm một bước khi xác định được 13 địa điểm tiềm năng trên vùng cao nguyên phía nam Sao Hỏa có thể là nơi khối đá này xuất phát.
