Khoáng vật này có thể có nguồn gốc từ một vụ phun trào núi lửa bất thường, các nhà nghiên cứu tiết lộ. Trên thực tế, khoáng vật vốn thường chỉ xuất hiện trên Trái Đất này, có thể đã được hình thành trên Hành tinh Đỏ cách đây hơn 3 tỷ năm.
Tàu thăm dò Curiosity của NASA đã phát hiện ra khoáng vật trên trong một tảng đá ở trung tâm của miệng hố Gale rộng 154 km ngày 30/7/2015. Tàu thăm dò này đã khoan một lỗ nhỏ trong tảng đá và lấy ra mẫu vật có màu bạc. Sau khi phân tích mẫu vật, các nhà khoa học phát hiện ra đó là tridymite - một loại thạch anh hiếm, được tạo ra hoàn toàn từ silicon dioxide, hay silica, vốn chỉ sinh ra trong những kiểu hoạt động núi lửa nhất định.
Khoáng vật tridymite. Ảnh: Live Science
"Việc phát hiện ra tridymite ở miệng hố Gale là một trong những quan sát bất ngờ nhất của tàu thăm dò Curiosity trong 10 năm khám phá sao Hỏa", Kirsten Siebach - đồng tác giả nghiên cứu, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Rice ở Houston cho hay.
Tridymite - cực kỳ hiếm trên Trái đất - là một dạng đồng hình nhiệt độ cao của thạch anh và thường xuất hiện ở dạng tấm nhỏ hoặc các tinh thể giả sáu phương không màu trong các ốc đá phun trào felsic. Cách thức tridymite đến được lòng hồ cổ đại đã khiến các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong nhiều năm.
Tàu thám hiểm Curiosity trên sao Hỏa. Ảnh: NASA
Theo chủ nhiệm nghiên cứu Valerie Payré - nhà khoa học hành tinh tại Đại học Bắc Arizona và Đại học Rice, việc phát hiện ra tridymite khiến các nhà nghiên cứu bất ngờ vì 2 lý do chính. Thứ nhất, hoạt động núi lửa trên sao Hỏa trước đó được cho là không phù hợp để tạo ra các khoáng vật giàu silica như tridymite. Thứ hai, các nhà khoa học tin rằng miệng hố Gale từng là một hồ nước và không có núi lửa nào gần đó. Điều này khiến cho các nhà khoa học phải đau đầu suy nghĩ làm thế nào khoáng vật này lại xuất hiện dưới đáy hồ.
Để giải đáp bí ẩn này, Siebach và các đồng nghiệp đã xem xét dữ liệu liên quan đến sự hình thành tridymite trên Trái đất. Họ cũng xem xét các mô hình núi lửa trên hành tinh đỏ, vật liệu núi lửa, cũng như bằng chứng trầm tích thu thập được từ miệng núi lửa Gale - nơi tàu Curiosity hạ cánh vào tháng 8/2012.
Sau quá trình nghiên cứu, nhóm của giáo sư Siebach đưa ra một kịch bản mới cho thấy magma trên sao Hỏa đã nằm lâu hơn bình thường trong một khoang bên dưới núi lửa. Điều này cho phép nó ít nhất nguội đi một phần - quá trình được gọi là kết tinh phân đoạn - và tăng nồng độ silic của magma.
Một vụ phun trào lớn sau đó phun ra tro có chứa thêm silicon này ở dạng tridymite xuống hồ và sau đó trở thành miệng núi lửa Gale, cũng như các con sông xung quanh. Tro núi lửa này dần dần bị phân hủy bởi nước trong hồ cổ đại, điều này cũng giúp phân loại các khoáng chất trong tro, để lại khoáng chất tridymite mà tàu thám hiểm Curiosity tìm thấy vào năm 2016.