Giải mã những địa hình hoa văn kỳ lạ trên sao Kim

Đó là thời kỳ được các nhà khoa học ví von là đầy rẫy bạo lực. Đá bay khắp nơi trong không gian một cách không kiểm soát, đập vào các hành tinh mới hình thành, tạo thành hố va chạm và thậm chí là khoét sâu các hố va chạm.

Sao Thủy, sao Hỏa và Mặt Trăng đều bị tàn phá và chịu di chứng nặng nề. Ngay cả Trái Đất – nơi các quá trình địa chất và phong hóa nhanh chóng làm xói mòn hầu hết các bằng chứng – cũng cho thấy dấu hiệu của các vụ va chạm lớn.

Nhưng có điều gì đó thực sự kỳ lạ về Sao Kim. Mặc dù hành tinh có điều kiện như địa ngục này có các hố va chạm được bảo tồn hoàn hảo trên bề mặt, các nhà khoa học không thể tìm thấy bằng chứng nào về các di chứng va chạm có đường kính hơn 300 km hay còn gọi là hố va chạm.

Bây giờ, bằng chứng đó đã xuất hiện. Chỉ có điều, chúng không giống như chúng ta suy đoán. Bù lại, điều này có thể cung cấp cho chúng ta manh mối mới về sự hình thành và tiến hóa của sao Kim, khi Hệ Mặt trời còn non trẻ.

Bằng chứng đó là một đặc điểm được gọi là địa hình tessera (hoa văn đá khảm); một loạt các vòng đồng tâm trên bề mặt Sao Kim có đường kính khoảng 1.500 km. Phân tích mới cho thấy hố va chạm Haastte-Baad Tessera của sao Kim là kết quả của hai vụ va chạm khổng lồ cách đây khoảng 3,5 tỉ năm, vụ này xảy ra ngay sau vụ kia giống như quả bom mới rơi trúng một hố bom cũ. Khi đó, sao Kim là một hành tinh vẫn còn mềm nhão và nóng chảy bên dưới lớp vỏ mỏng.

Nhà địa chất Vicki Hansen thuộc Viện Khoa học Hành tinh cho biết: "Nếu đây thực sự là một cấu trúc va chạm thì đây sẽ là cấu trúc lâu đời nhất và lớn nhất của sao Kim, giúp chúng ta có cái nhìn thoáng qua hiếm hoi về quá khứ của hành tinh này và cung cấp thông tin về các quá trình ban đầu của hàng xóm chúng ta".

"Và có lẽ quan trọng hơn nữa, nó cho chúng ta thấy rằng không phải tất cả các cấu trúc va chạm đều giống nhau. Các cấu trúc va chạm là kết quả của một thiên thạch - một vật thể có thành phần không xác định - va chạm với một hành tinh mục tiêu. Bản chất cấu tạo của thiên thạch rất quan trọng, nhưng bản chất cấu tạo của mục tiêu mà trường hợp ở đây là sao Kim cũng vậy".

Khi các hành tinh đá mới hình thành, bên trong chúng ấm hơn nhiều so với hiện tại. Phần bên trong nóng chảy của chúng cũng chiếm nhiều thể tích hơn bên dưới lớp vỏ mỏng hơn nhiều. Hansen và các đồng nghiệp đã tiến hành phân tích mô hình để nghiên cứu các quá trình hình thành có thể tạo ra hố va chạm Haastte-Baad Tessera và họ xác định rằng 2 vụ va chạm kép là kịch bản hợp lý nhất.

Hai vật va chạm với sao Kim liên tiếp, sẽ đâm xuyên qua lớp vỏ mỏng 10 km trên bề mặt hành tinh này và bắn tung vào lớp manti nóng chảy bên dưới. Magma sẽ sủi bọt lên bề mặt và bề mặt xung quanh bị nhăn lại để tạo thành mô hình tessera đồng tâm.

Chúng ta biết rằng quá trình này có thể xảy ra vì chúng ta đã thấy nó ở những nơi khác trong Hệ Mặt trời. Trên mặt trăng Callisto của sao Mộc tồn tại cấu trúc nhiều vành đai rộng khoảng 3.800 km. Chúng ta đang nhắc tới Valhalla, cấu trúc va chạm nhiều vành đai lớn nhất được biết đến trong hệ thống và các nhà khoa học tin rằng nó được hình thành khi một vật thể lớn đập vào mặt trăng băng giá của sao Mộc. Nước lạnh dâng lên từ bên dưới để lấp đầy lỗ hổng và tác động làm biến dạng lớp vỏ xung quanh.

Một vấn đề khiến ta hại não với mô hình đó là đôi khi được tìm thấy nằm trên một cao nguyên. Trường hợp này không áp dụng đối với hố va chạm Haaste-Baad, nhưng cần với giải thích với các địa hình tessera ở cao nguyên khác trên sao Kim. Nếu một tác động không thể tạo ra cao nguyên tessera, thì phải có một thứ khác là động lực hình thành các cấu trúc vòng đồng tâm.

Nhà địa chất Hansen giải thích: "Khi bạn có một lượng lớn chất tan chảy một phần trong lớp phủ chảy lên bề mặt, phần dư còn lại gọi là cặn. Chất dư rắn chịu nhiệt tốt hơn nhiều so với lớp liền kề nên một phần lớp phủ không bị tan chảy. Điều đáng ngạc nhiên là chất dư rắn lại có mật độ thấp hơn tất cả lớp phủ xung quanh nó. Vì vậy, nó vẫn nổi trên dung nham.

Về cơ bản, bạn còn có một tấm đệm khí nằm trong lớp phủ bên dưới ao dung nham của mình và nó sẽ chỉ dâng lên, đẩy cao địa hình tessera đó. Nếu dung nham ở nguyên vị trí, nó sẽ cứng lại ở vị trí nâng lên đó. Nếu nó chảy đi, độ cao của địa hình sẽ hạ xuống, như chúng ta thấy với hố va chạm Haastte-Baad.

Mô hình cho thấy các vật va chạm tạo ra địa hình khá lớn, rộng khoảng 75 km. Điều này có vẻ khá hiếm trong Hệ Mặt trời, nhưng không phải là chưa từng xảy ra; có những đặc điểm địa chất trên Trái đất có thể hình thành theo cùng một cách, chẳng hạn như một đám nham tường rải rác ở Hồ Victoria ở châu Phi.

Hansen nói: "Ai có thể nghĩ rằng địa hình tessera thấp bằng phẳng hoặc một cao nguyên lớn lại là hình dạng của một hố va chạm trên sao Kim? Chúng tôi đã tìm kiếm những hố va chạm lớn trên mặt đất, nhưng để điều đó xảy ra, bạn cần một thạch quyển dày mà sao Kim thời kỳ đầu không hề có. Sao Hỏa có một thạch quyển dày. Mặt trăng có một thạch quyển dày (nên vẫn còn nguyên các hố va chạm). Trái đất có thể cũng có một thạch quyển mỏng khi còn trẻ, nhưng hồ sơ địa chất đã bị thay đổi hoặc biến mất rất nhiều do xói mòn và kiến ​​tạo mảng".