Cây xanh trên sao Hỏa: Các nhà khoa học khám phá hiệu ứng nhà kính để biến hành tinh đỏ thành nơi sống mới

Một nghiên cứu mới được dẫn đầu bởi Giáo sư Robert Olszewski tại Đại học Công nghệ Warsaw (Ba Lan) đã đánh giá lượng khí carbon dioxide (CO2) cần thiết để cải thiện khí hậu trên hành tinh Đỏ đủ để cây cối có thể sinh trưởng.

Olszewski và nhóm nghiên cứu đã tập trung vào việc mô phỏng các quá trình bề mặt của sao Hỏa nhằm đo lường những thay đổi cần thiết trong nhiệt độ và áp suất khí quyển để thực vật phát triển. Họ xem xét nhiều yếu tố liên quan đến sự trao đổi nhiệt, bao gồm quá trình ngưng tụ và bốc hơi CO2, trao đổi nhiệt từ lớp đất dưới bề mặt và sự lưu thông của khí quyển.

Hình ảnh minh họa mô tả quá trình cải tạo sao Hỏa — biến đổi thành một thế giới giống Trái Đất hơn - Ảnh: Space.com

Một phát hiện thú vị trong nghiên cứu này là các điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của thực vật không xuất hiện ở vùng xích đạo sao Hỏa mà là ở vùng Hellas Basin - một vùng trũng rộng lớn ở Bán cầu nam của hành tinh Đỏ. Các nhà nghiên cứu cho biết hiệu ứng nhà kính nhân tạo có thể mở rộng khu vực thích hợp cho thực vật phát triển.

Nghiên cứu cho rằng để cây cối phát triển được, khí quyển của sao Hỏa cần có một lượng CO2 đủ lớn để gia tăng nhiệt độ của hành tinh. Hiện tại, sao Hỏa có bầu khí quyển quá mỏng và nhiệt độ quá lạnh để duy trì sự sống. Olszewski và nhóm của ông đã sử dụng các dữ liệu nhiệt độ và áp suất thu thập từ tàu đổ bộ Viking Mars vào những năm 1970 để xây dựng mô hình của họ.

Nghiên cứu đã phân tích tổng áp suất cần thiết, tỷ lệ CO2 chấp nhận được, mức độ oxy và nhiệt độ tối ưu. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng việc tăng tổng lượng CO2 không chỉ ảnh hưởng đến nhiệt độ bề mặt mà còn giúp tạo ra nước lỏng, điều kiện thiết yếu cho sự phát triển của thực vật.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mùa sinh trưởng của cây trên sao Hỏa sẽ cần kéo dài ít nhất 110 sols (cách tính ngày sao Hỏa), với các yêu cầu cụ thể về nhiệt độ tối thiểu, trung bình và tối đa. Trên Trái đất, các cây cao nhất thường tập trung ở khu vực nhiệt đới gần xích đạo. Nhưng vì quỹ đạo lệch tâm của sao Hỏa, Bán cầu nam, nơi có mùa hè ấm áp dài, có khả năng cung cấp điều kiện sinh trưởng đầu tiên cho cây cối.

Vùng Hellas Basin, với độ cao thấp và nhiệt độ cao hơn so với những khu vực khác, được cho là nơi đầu tiên có thể thấy cây phát triển. Nhiệt độ ở Hellas Basin tăng lên đủ cao vào mùa hè, tạo ra môi trường sinh trưởng thuận lợi.

Tuy nhiên, việc tạo ra môi trường phù hợp trên sao Hỏa không chỉ đòi hỏi điều chỉnh khí hậu mà còn cần có khả năng điều chỉnh lượng oxy và CO2 trong bầu khí quyển. Olszewski và các đồng nghiệp lưu ý rằng sự tăng nhiệt độ phải được kết hợp với việc duy trì nồng độ oxy và CO2 thích hợp để cây có thể phát triển một cách ổn định. Bên cạnh đó, cần có thêm nghiên cứu về việc quản lý nguồn nước, kiểm soát nhiệt độ và bảo vệ cây khỏi điều kiện khắc nghiệt trên hành tinh Đỏ.

Kết quả từ nghiên cứu này mở ra những triển vọng mới trong việc cải tạo hành tinh Đỏ, tạo ra môi trường sống cho thực vật. Việc đạt được mục tiêu này không chỉ giúp thúc đẩy các nỗ lực định cư con người trên sao Hỏa mà còn có thể đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống sinh thái khép kín ngoài Trái đất. Những nỗ lực cải tạo này đòi hỏi nhiều thập kỷ nghiên cứu và đầu tư lớn, nhưng tiềm năng để tạo ra một hệ sinh thái xanh đầu tiên trên sao Hỏa là một bước tiến hấp dẫn đối với tương lai thám hiểm vũ trụ.

Hoàng Vũ