Nghiên cứu mới cho thấy lớp vỏ ngoài của Sao Kim có thể đang khuấy động với sự đối lưu, một quá trình giúp di chuyển nhiệt và có thể giải thích cho sự tồn tại của hàng chục nghìn ngọn núi lửa trên hành tinh này.
Điều này đảo ngược các giả định rằng sự đối lưu của lớp vỏ chỉ xảy ra sâu bên trong các hành tinh như lớp phủ của Trái đất. Những phát hiện này cung cấp một góc nhìn mới về quá trình tiến hóa của Sao Kim và gợi ý về các sứ mệnh trong tương lai có thể lập bản đồ hoạt động này.
Bề mặt rực lửa của Sao Kim hoạt động mạnh hơn những gì đã nghiên cứu
Sao Kim, một hành tinh nóng bỏng được bao phủ bởi hàng chục nghìn ngọn núi lửa, có thể hoạt động mạnh hơn về mặt địa chất gần bề mặt của nó so với các nhà khoa học từng nghĩ. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington ở St. Louis đã thử nghiệm các phép tính mới cho thấy lớp vỏ ngoài của Sao Kim có thể liên tục khuấy động thông qua một quá trình được gọi là đối lưu. Khả năng đáng ngạc nhiên này có thể giúp giải thích hoạt động núi lửa rộng lớn của hành tinh này và các đặc điểm bề mặt khác.
Slava Solomatov, giáo sư khoa học trái đất, môi trường và hành tinh tại Arts & Sciences, cho biết: "Các tính toán của chúng tôi cho thấy sự đối lưu có thể có khả năng xảy ra. Nếu đúng như vậy, nó sẽ cung cấp cho chúng ta cái nhìn sâu sắc mới về quá trình tiến hóa của hành tinh này".
Bề mặt rực lửa của Sao Kim hoạt động mạnh hơn những gì đã nghiên cứu. (Ảnh: NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech)
Quá trình quen thuộc, vị trí không quen thuộc
Trong địa chất, đối lưu đề cập đến chuyển động của vật liệu nóng bốc lên trong khi vật liệu lạnh hơn chìm xuống, tạo ra một chu kỳ liên tục, giống như một băng chuyền. Trên Trái đất, quá trình này xảy ra sâu trong lớp phủ và là động lực thúc đẩy kiến tạo mảng địa chất.
Lớp vỏ Trái đất, dày khoảng 40 km ở các lục địa và 6 km ở các lưu vực đại dương, quá mỏng và lạnh để hỗ trợ đối lưu, Giáo sư Solomatov giải thích. Nhưng ông nghi ngờ lớp vỏ của Sao Kim có thể có độ dày phù hợp (có thể là 30-90 km, tùy thuộc vào vị trí), nhiệt độ và thành phần đá để duy trì băng chuyền đó hoạt động.
Lý thuyết mới, khả năng mới
Để kiểm tra khả năng đó, Giáo sư Solomatov đã áp dụng các lý thuyết động lực học chất đối lưu mới được phát triển trong phòng thí nghiệm. Các tính toán của họ cho thấy rằng lớp vỏ của Sao Kim thực sự có thể hỗ trợ đối lưu một cách hoàn toàn mới, mở ra những suy nghĩ mới về địa chất của bề mặt hành tinh này.
Vào năm 2024, hai nhà nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp tương tự để xác định rằng sự đối lưu có khả năng không xảy ra trong lớp phủ của Sao Thủy vì hành tinh này quá nhỏ và đã nguội đi đáng kể kể từ khi hình thành cách đây 4,5 tỷ năm.
Nhiệt độ cực cao và tìm kiếm cơ chế truyền nhiệt
Mặt khác, Sao Kim là một hành tinh nóng cả bên trong lẫn bên ngoài. Nhiệt độ bề mặt lên tới 870 độ F, và các núi lửa cùng các đặc điểm bề mặt khác của nó cho thấy dấu hiệu tan chảy rõ ràng. Các nhà khoa học từ lâu đã tự hỏi làm thế nào nhiệt từ bên trong hành tinh có thể được truyền lên bề mặt. Giáo sư Solomatov cho biết: "Sự đối lưu trong lớp vỏ có thể là một cơ chế quan trọng còn thiếu".
Sự đối lưu gần bề mặt cũng có thể ảnh hưởng đến loại và vị trí của các núi lửa trên bề mặt Sao Kim. Vào năm 2023, Paul Byrne - Phó giáo sư khoa học trái đất, môi trường và hành tinh tại Khoa Nghệ thuật & Khoa học, đã xuất bản một tập bản đồ gồm 85.000 ngọn núi lửa trên Sao Kim dựa trên hình ảnh radar từ sứ mệnh Magellan của NASA từ đầu những năm 1990. Giáo sư Solomatov và Phó giáo sư Byrne đã thảo luận về các khả năng hợp tác trong tương lai sẽ kết hợp mô hình toán học với các quan sát về bề mặt Sao Kim để hiểu rõ hơn về địa chất của hành tinh này.
Một ngọn núi lửa được nhìn thấy trên bề mặt Sao Kim. (Ảnh: NASA/JPL-Caltech/ESA)
Những sứ mệnh tương lai
Giáo sư Solomatov hy vọng các sứ mệnh tương lai tới Sao Kim có thể cung cấp dữ liệu chi tiết hơn nữa về mật độ và nhiệt độ trong lớp vỏ. Nếu sự đối lưu diễn ra như mong đợi, một số khu vực của lớp vỏ sẽ ấm hơn và ít đặc hơn những khu vực khác, những khác biệt có thể phát hiện được bằng cách sử dụng các phép đo trọng lực có độ phân giải cao.
Nhưng có lẽ một mục tiêu thậm chí còn hấp dẫn hơn là Sao Diêm Vương, hành tinh lùn băng giá ở rìa ngoài của hệ Mặt trời. Hình ảnh từ sứ mệnh New Horizons đã tiết lộ các mô hình đa giác đáng chú ý trên vùng Sputnik Planitia của Sao Diêm Vương giống với ranh giới mảng trên Trái Đất. Các đa giác này được hình thành bởi các dòng đối lưu chậm trong lớp băng nitơ rắn dày 4 km. Theo Giáo sư Solomatov, Sao Diêm Vương có lẽ chỉ là thiên thể hành tinh thứ hai trong hệ Mặt trời, ngoài Trái Đất, nơi mà sự đối lưu thúc đẩy kiến tạo có thể nhìn thấy rõ ràng trên bề mặt. "Đó là một hệ thống hấp dẫn mà chúng ta vẫn cần phải tìm hiểu", ông Solomatov cho biết.
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!