Phân tích dữ liệu do xe tự hành Zhurong (Chúc Dung) của Trung Quốc gửi về, các nhà khoa học lần đầu phát hiện lớp vỏ nứt nẻ trên những cồn cát ở sao Hỏa, cho thấy từng tồn tại nhiều nước mặn trên hành tinh này cách đây 400.000 năm.
Kể từ khi đổ bộ xuống bắc bán cầu của sao Hỏa vào tháng 5/2021, Zhurong đã lăn tới bốn cồn cát hình lưỡi liềm ở gần đó để khảo sát kết cấu bề mặt. Bốn cồn cát này thuộc khu vực Utopia Planitia - vùng đất lòng chảo lớn nhất trong Hệ Mặt trời, nằm ở bán cầu bắc của sao Hỏa và cách xa cực bắc.
Lâu nay các nhà khoa học cho rằng khoảng ba tỷ năm trước, sao Hỏa thời sơ khai rất dồi dào nước ở dạng lỏng. Song các biến đổi khí hậu mãnh liệt đã khiến nước đông thành băng ở các vùng cực hiện giờ, đồng thời khiến phần lớn hành tinh trở nên khô hạn.
Những cồn cát mà Zhurong thám hiểm chỉ dài từ 15 - 30m và cao khoảng 1m, nhỏ hơn nhiều so với những cồn cát rộng mênh mông và có độ cao ngang tòa nhà hai tầng mà xe tự hành Curiosity của NASA đã nghiên cứu ở nơi khác trên sao Hỏa.
Những phát hiện mới nhất từ việc phân tích hình ảnh và dữ liệu do Zhurong và tàu quỹ đạo Tianwen (Thiên vấn) 1 gửi về cho thấy một lượng lớn nước từ các vùng cực đóng băng của sao Hỏa chảy xuống những nơi vĩ độ thấp hơn từ vài triệu năm trước, và lắng đọng trên các cồn cát thuộc Utopia Planitia.
Khi Zhurong mạo hiểm tiến đến gần cồn cát mục tiêu của nó, thiết bị MarSCoDe được tích hợp trên xe đã phá vỡ các hạt cát thành những hạt nhỏ có kích thước milimet. Thành phần hóa học của chúng cho thấy các khoáng chất ngậm nước như sulfate, silic, oxide sắt và clorua. Theo nhóm nghiên cứu, những khoáng chất này được hình thành bởi sự xuất hiện của nước ở các vùng vĩ độ thấp vào cuối kỷ nguyên Amazon trên sao Hỏa (khoảng 400.000 năm trước), mà trước đây các nhà khoa học từng nghĩ là khô cằn.
Nhóm nghiên cứu cho rằng, từ vài triệu năm trước, hơi nước di chuyển từ các cực của sao Hỏa xuống những nơi vĩ độ thấp hơn như khu vực mà Zhurong khám phá, khi các chỏm băng vùng cực của hành tinh này giải phóng một lượng hơi nước lớn, bởi độ nghiêng khác biệt khiến các cực của sao Hỏa hướng trực tiếp về phía mặt trời hơn. Nhiệt độ lạnh giá trên hành tinh làm cho hơi nước ngưng tụ thành tuyết và rơi xuống nơi cách các cực.
Độ nghiêng của sao Hỏa thay đổi theo chu kỳ 124.000 năm, vì thế nó tạo ra cơ chế bổ sung để hơi nước trong khí quyển chuyển thành sương giá hay tuyết ở những nơi vĩ độ thấp hơn. Song Zhurong không phát hiện băng nước ngọt ở những nơi này.
Thay vào đó, muối trong các cồn cát trên sao Hỏa đã làm những bông tuyết rơi xuống tan thành nước và tạo nên nước mặn. Quá trình này cũng hình thành các khoáng chất như silic và oxide sắt.
Tuy nhiên, nước mặn không tồn tại lâu. Nhiệt độ trên sao Hỏa dao động dữ dội và tăng đột biến vào khoảng 5 tới 6 giờ sáng, vì thế nước bay hơi, để lại muối cùng những khoáng chất mới hình thành khác. Sau đó, chúng rỉ qua các hạt cát, và được kết dính lại thành lớp vỏ trên bề mặt cồn cát.
Lớp vỏ này nằm trên đỉnh cồn cát, chỉ dày khoảng 1,25 cm -7,6 cm, có khả năng được hình thành chỉ trong một năm, bởi vì các cồn cát không ở nguyên vị trí đủ lâu để quá trình kết dính này diễn ra qua hàng thiên niên kỷ. Khi nhiệt độ cao khiến nước bay hơi hết, và lớp vỏ trở nên nứt nẻ.
Nhờ Zhurong phát hiện ra hoạt động của nước ở trên và trong các cồn cát mặn của sao Hỏa, các nhà khoa học đề xuất nhiệm vụ tìm kiếm các vi khuẩn chịu mặn trong tương lai.