Language
Country/Area
No result found
Bạn có biết không? Tại sao bầu khí quyển của sao Hỏa chủ yếu bao gồm carbon dioxide?
Sao Hỏa là một trong những hành tinh hấp dẫn trong hệ mặt trời. Khí hậu và thành phần khí quyển độc đáo của nó đã khơi dậy vô số cuộc khám phá và nghiên cứu khoa học. So với Trái đất, bầu khí quyển của Sao Hỏa mỏng và lạnh. Nó chủ yếu bao gồm carbon dioxide, chiếm khoảng 95% thành phần. Không giống như môi trường ổn định của Trái đất, sự thay đổi khí hậu của Sao Hỏa và sự thay đổi thành phần bầu khí quyển của nó cho thấy sự tiến hóa của hành tinh này, có tác động sâu sắc đến việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất và hoạt động khám phá của con người trong tương lai.
Bầu khí quyển của Sao Hỏa chứa carbon dioxide (95%), nitơ phân tử (2,85%) và argon (2%), cùng với một lượng nhỏ hơi nước, oxy, carbon monoxide, hydro và các khí hiếm.
Áp suất không khí trung bình trên Sao Hỏa là 610 Pascals (xấp xỉ 0,088 psi), chỉ bằng 0,6% áp suất không khí trên Trái đất. Bầu khí quyển mỏng này không thể hỗ trợ sự tồn tại của nước ở dạng lỏng trên bề mặt Sao Hỏa, đây là một trong những thách thức lớn nhất trong việc tìm kiếm nguồn nước trên Sao Hỏa. Tuy nhiên, các nhà khoa học suy đoán rằng trong lịch sử của Sao Hỏa, bầu khí quyển của nó có thể dày hơn nhiều so với hiện nay, đủ để hỗ trợ sự tồn tại của nước ở dạng lỏng.
Nhiệt độ bề mặt trung bình của Sao Hỏa là khoảng -60 độ C và carbon dioxide trong thạch quyển bị đóng băng một phần vào mùa đông, gây ra những thay đổi đáng kể về áp suất không khí.
Trong mùa đông lạnh giá, mật độ bầu khí quyển của Sao Hỏa sẽ giảm khoảng 25%, điều này sẽ làm nổi bật rõ hơn sự thay đổi theo mùa của Sao Hỏa. Những quan sát sâu hơn cũng tiết lộ rằng khí hậu của Sao Hỏa đang thay đổi nhanh chóng. Phạm vi nhiệt độ dao động từ -75 đến 0 độ C, cho thấy khí hậu ngày và đêm khắc nghiệt của sao Hỏa.
Mặc dù bầu khí quyển của Sao Hỏa chủ yếu bao gồm carbon dioxide, nhưng hiệu ứng nhà kính của nó yếu hơn nhiều so với Trái đất, chỉ 5°C, trong khi Trái đất có thể đạt tới 33°C.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do mật độ khí quyển của sao Hỏa thấp và hàm lượng hơi nước cực kỳ khan hiếm. Ngoài ra, những cơn bão bụi và lốc bụi thường xuyên xảy ra trên sao Hỏa đã tạo thêm nhiều điều bí ẩn cho hành tinh khô hạn này. Cứ khoảng 5,5 năm Trái đất, một cơn bão bụi hình tròn lại xảy ra trên Sao Hỏa, gây ra những thay đổi mạnh mẽ về khí hậu bề mặt của nó. Cơ chế hình thành bão bụi vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Các nhà khoa học suy đoán rằng nó có thể liên quan đôi chút đến lực hấp dẫn của hai vệ tinh của Sao Hỏa.
Bầu khí quyển của sao Hỏa đang bị oxy hóa và các phản ứng quang hóa trong khí quyển sẽ oxy hóa chất hữu cơ và chuyển hóa thành carbon dioxide hoặc carbon monoxide.
Mặc dù Tàu quỹ đạo khí ExoMars Trace gần đây không phát hiện được khí mê-tan trong bầu khí quyển của Sao Hỏa, nhưng các quan sát trước đây đã tìm thấy sự hiện diện của khí mê-tan, bổ sung thêm một gợi ý về khả năng nghiên cứu liệu sự sống có tồn tại trên Sao Hỏa hay không. Tuy nhiên, việc giải thích những dữ liệu về khí mê-tan này vẫn là chủ đề tranh luận khoa học gay gắt.
Sự tiến hóa của bầu khí quyển sao Hỏa và tác động của nó
Khi sao Hỏa tiến hóa, chất lượng và thành phần bầu khí quyển của nó cũng thay đổi đáng kể. Môi trường khí hậu dày hơn và ấm hơn ban đầu từng cung cấp sự tồn tại của nước ở dạng lỏng trên Sao Hỏa. Tuy nhiên, theo nhiều quan sát và xác định khác nhau về thành phần khí quyển, bầu khí quyển của Sao Hỏa đã dần thay đổi trong lịch sử địa chất lâu dài của nó, một phần do sự thoát ra và mất đi các thành phần nhẹ như hydro. Nhiều nhà khoa học tin rằng bầu khí quyển của sao Hỏa từng đủ giàu để duy trì nước.
Tỷ lệ nitơ và argon trên sao Hỏa cho thấy sự hiện diện của các loại khí này có liên quan chặt chẽ đến quá trình thoát khí chọn lọc hàng loạt.
Các hiện tượng như sự thoát khí khuếch tán của nitơ và sự thoát ra của hydro, cùng với tốc độ thoát khí tương đối thấp hiện tại của Sao Hỏa, có nghĩa là Sao Hỏa vẫn đang mất bầu khí quyển. Các quan sát trong những năm gần đây đã chỉ ra rằng tốc độ thoát khí động của hydro sẽ được điều chỉnh bởi các cơn bão bụi trên Sao Hỏa, chứng tỏ sự phức tạp của các tương tác khí hậu trên Sao Hỏa.
Các thành phần chính của bầu khí quyển sao Hỏa
Hiện nay, tỷ lệ carbon dioxide trong bầu khí quyển của Sao Hỏa khá cao. Tuy nhiên, do áp suất không khí thấp và hàm lượng hơi nước không đủ nên hiệu ứng nhà kính trên Sao Hỏa rất yếu. Trong khi hơi nước đóng vai trò quan trọng trong hiệu ứng nhà kính của Trái đất thì sao Hỏa chỉ có thể hình thành những đám mây băng nước tương tự.
Bầu khí quyển của Sao Hỏa chứa trung bình nitơ (khoảng 2,6%) và argon (khoảng 1,9%). Sự tồn tại của các loại khí này cũng bị ảnh hưởng bởi lịch sử địa chất của Sao Hỏa và môi trường bên ngoài.
Ngoài carbon dioxide, nitơ và argon, bầu khí quyển sao Hỏa còn chứa một lượng nhỏ oxy và hơi nước. Sự phân bố hơi nước theo mùa đã cho phép các nhà khoa học tạo ra bước đột phá lớn trong việc khám phá khí hậu ban đầu của Sao Hỏa và liệu nó có phù hợp cho sự tồn tại sinh học hay không.
Môi trường khắc nghiệt và khí hậu độc đáo của Sao Hỏa khiến nó trở thành đối tượng có giá trị nghiên cứu khoa học to lớn. Khi các sứ mệnh khám phá trong tương lai được tiến hành, liệu chúng ta có thể thực sự hiểu được quá khứ và tương lai của hành tinh đỏ, từ đó tìm ra những mô phỏng xa hơn về nhân loại không? về sự do dự?
