Trong thế giới khoa học hiện đại, các công cụ mới luôn đóng vai trò là chìa khóa mở ra những cánh cửa tri thức chưa từng được biết tới. Khi một loại công nghệ không phá hủy mới trở nên phổ biến, các nhà khoa học hành tinh thường nhanh chóng áp dụng chúng lên những mẫu vật quý giá nhất.
Mới đây, một nghiên cứu được thực hiện bởi Estrid Naver từ Đại học Kỹ thuật Đan Mạch cùng các cộng sự đã mang đến những kết quả kinh ngạc về một trong những thiên thạch nổi tiếng nhất thế giới: NWA 7034, hay còn được biết đến với cái tên mỹ miều là Black Beauty (Vẻ đẹp đen).
Thiên thạch Black Beauty không chỉ thu hút bởi vẻ ngoài Strikingly Beautiful (đẹp một cách nổi bật) mà còn bởi giá trị lịch sử vô song của nó. Đây là một mảnh của Sao Hỏa đã rơi xuống Trái Đất, có khả năng sau một vụ va chạm khổng lồ trên hành tinh đỏ.
Với niên đại khoảng 4,48 tỷ năm, Black Beauty chứa đựng những vật liệu Sao Hỏa lâu đời nhất từng được ghi nhận trong hệ mặt trời. Tuy nhiên, việc nghiên cứu kiệt tác này trước đây thường đi kèm với cái giá là phải phá hủy mẫu vật. Các phương pháp cũ yêu cầu cắt bỏ các phần của tảng đá, nghiền nát hoặc hòa tan chúng để phân tích thành phần bên trong.
Cuộc cách mạng trong nghiên cứu thiên thạch đã bắt đầu với sự xuất hiện của máy chụp cắt lớp vi tính (CT). Thay vì phải phá hủy mẫu vật, các nhà khoa học giờ đây có thể nhìn xuyên qua lớp vỏ đá một cách an toàn.
Nghiên cứu của Estrid Naver đã kết hợp hai loại máy quét hiện đại: CT tia X và Neutron CT. Trong khi CT tia X thường được dùng để tìm kiếm các vật liệu nặng như sắt hoặc titan, thì Neutron CT lại sử dụng các hạt neutron để đi xuyên qua vật thể. Ưu thế lớn nhất của Neutron CT chính là khả năng phát hiện hydro - một thành phần cốt lõi của nước - điều mà các phương pháp quét tia X thông thường khó có thể thực hiện hiệu quả.
Trong quá trình phân tích một mẫu nhỏ đã được đánh bóng của Black Beauty, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra các "clast" - thuật ngữ địa chất chỉ những mảnh đá vụn nhỏ bị kẹt bên trong một khối đá lớn hơn.
Việc tìm thấy các mảnh vụn này không phải là điều mới mẻ, bởi từ lâu giới khoa học đã biết Black Beauty được hình thành từ một vụ va chạm trên Sao Hỏa khiến các loại đá khác nhau nóng chảy và gắn kết lại. Tuy nhiên, điều làm nên sự đột phá chính là loại mảnh vụn cụ thể mà công nghệ CT đã phát lộ: các cụm sắt oxyhydroxide giàu hydro, hay còn gọi là H-Fe-ox.
Dù các cụm giàu hydro này chỉ chiếm khoảng 0,4% thể tích của mẫu vật (tương đương kích thước một chiếc móng tay), các phép toán hóa học đã chỉ ra một sự thật chấn động. Những mảnh vụn nhỏ bé này thực tế đang nắm giữ tới 11% tổng lượng nước có trong mẫu vật. Tổng cộng, thiên thạch Black Beauty có hàm lượng nước ước tính khoảng 6.000 phần triệu (ppm).
Đây là một con số cực kỳ cao đối với một hành tinh vốn được coi là khô cằn như Sao Hỏa ở thời điểm hiện tại. Khám phá này đã cung cấp một mảnh ghép quan trọng để củng cố cho những dữ liệu về nước mà robot Perseverance đã tìm thấy tại miệng núi lửa Jezero trước đó.
Điều đáng nói là Black Beauty và các mẫu vật từ robot Perseverance đến từ những khu vực hoàn toàn khác nhau trên Sao Hỏa. Sự tương đồng về dấu vết nước lỏng giữa các mẫu vật này là minh chứng đanh thép cho việc nước lỏng từng tồn tại trên diện rộng trên bề mặt Sao Hỏa hàng tỷ năm trước. Thiên thạch tuyệt đẹp này, theo một cách nào đó, chính là một "sứ mệnh mang mẫu vật trở lại" tự nhiên được gói gọn trong một khối đá duy nhất.
Nhìn về tương lai, các nhà khoa học đặt rất nhiều kỳ vọng vào việc ứng dụng kỹ thuật CT không phá hủy lên các mẫu vật thực tế được mang về từ hành tinh đỏ. Khả năng nhìn xuyên qua vỏ bảo vệ bằng titan của các máy quét này sẽ cho phép nghiên cứu mẫu vật mà không cần mở hộp chứa, đảm bảo tính nguyên vẹn tuyệt đối của các vật liệu từ hành tinh khác.
Mặc dù chương trình mang mẫu vật Sao Hỏa của Mỹ gần đây đã bị thông báo hủy bỏ, nhưng giới khoa học vẫn đang hướng sự chú ý vào sứ mệnh tương tự của Trung Quốc đang được lên kế hoạch.
Cho đến khi những mẫu vật trực tiếp từ hành tinh đỏ cập bến Trái Đất, việc tiếp tục khai thác các công cụ mạnh mẽ như Neutron CT lên các thiên thạch Sao Hỏa hiện có là một hướng đi vô cùng hứa hẹn. Những nghiên cứu như của Estrid Naver không chỉ giúp làm sáng tỏ quá khứ của hành tinh láng giềng mà còn hoàn thiện các phương pháp kỹ thuật để chúng ta sẵn sàng cho những khám phá lớn lao hơn trong tương lai.
Black Beauty vẫn tiếp tục kể câu chuyện về một Sao Hỏa xanh hơn, giàu sức sống hơn qua hàng tỷ năm lịch sử, và nhờ vào công nghệ chụp cắt lớp, chúng ta đang dần nghe rõ hơn những lời thì thầm đó từ quá khứ.
Sự kết hợp giữa tri thức địa chất lâu đời và công nghệ chẩn đoán hình ảnh hiện đại đã thực sự biến những tảng đá từ không gian thành những cuốn biên niên sử sống động. Việc không cần phá hủy mẫu vật để tìm ra sự thật về nước lỏng trên Sao Hỏa không chỉ là một thành tựu kỹ thuật, mà còn là sự tôn trọng đối với những mảnh ghép quý giá mà vũ trụ đã gửi tặng Trái Đất. Trong những thập kỷ tới, chúng ta có thể hy vọng vào nhiều phát hiện bất ngờ hơn nữa khi các công cụ không phá hủy này được áp dụng rộng rãi hơn cho kho tàng thiên thạch của nhân loại.
Đức Khương
