Sao Hỏa có thể trải qua nhiệt độ mùa đông thấp tới -123 độ C, có hai loại tuyết với bông tuyết hình vuông và có nhiều hình thù kỳ lạ trên bề mặt khi băng tan.
Khi mùa đông đến trên sao Hỏa, bề mặt hành tinh biến đổi thành một thế giới khác. Đi kèm với nhiệt độ dưới 0 độ C là băng, tuyết và sương giá. Một số khu vực lạnh nhất nằm ở hai cực của hành tinh, khi nhiệt độ có thể hạ thấp tới -123 độ C. Tuy nhiên, không có vùng nào ở sao Hỏa có tuyết rơi dày hơn vài mét. Quỹ đạo hình elip của hành tinh đỏ có nghĩa mùa đông kéo dài nhiều tháng. Một năm sao Hỏa bằng khoảng hai năm trên Trái đất. Tuy nhiên, hành tinh vẫn có nhiều hiện tượng độc đáo trong mùa đông mà các nhà khoa học có thể nghiên cứu, nhờ các robot thám hiểm của NASA.
Băng nước chia mặt đất thành nhiều hình đa giác đẹp mắt. (Ảnh: NASA).
Hai loại tuyết
Tuyết sao Hỏa có hai dạng là băng nước và carbon dioxide hay còn gọi là băng khô. Do không khí sao Hỏa quá mỏng và nhiệt độ quá lạnh, tuyết hình thành từ băng nước thăng hoa, trở thành dạng khí trước cả khi chạm đất. Tuyết từ băng khô mới thực sự chạm đất. "Tuy nhiên, nếu tìm nơi trượt tuyết, bạn sẽ cần đi tới miệng hố hoặc vách đá", nơi tuyết tích tụ trên bề mặt dốc", Sylvain Piqueux, nhà nghiên cứu sao Hỏa ở Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở nam California, cho biết.
Cách NASA phát hiện tuyết rơi
Tuyết chỉ xuất hiện vào những lúc sao Hỏa lạnh nhất gồm vùng cực, dưới bóng mây và vào ban đêm. Camera trên tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo không thể nhìn xuyên qua đám mây, và nhiệm vụ ở mặt đất không thể tồn tại trong nhiệt độ lạnh cực hạn. Kết quả là không có bức ảnh nào chụp tuyết đang rơi. Nhưng các nhà khoa học biết điều đó xảy ra nhờ một số thiết bị chuyên dụng.
Tàu bay quanh quỹ đạo Mars Reconnaissance của NASA có thể nhìn xuyên qua bóng mây bằng thiết bị Mars Climate Sounder phát hiện ánh sáng ở bước sóng mà mắt người không thể thấy được. Khả năng đó cho phép các nhà khoa học phát hiện tuyết carbon dioxide rơi xuống đất. Năm 2008, NASA đưa trạm đổ bộ Phoenix tới cách cực bắc sao Hỏa khoảng 1.600 km. Tại đó, Phoenix sử dụng một thiết bị laser để phát hiện tuyết chứa nước rơi xuống mặt đất.
Bông tuyết hình vuông
Do cách phân tử nước liên kết với nhau khi đông cứng, bông tuyết trên Trái đất có 6 cạnh. Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng với mọi tinh thể. Cách sắp xếp nguyên tử quyết định hình dạng tinh thể. Trong trường hợp carbon dioxide, phân tử trong băng khô luôn liên kết dưới dạng 4 cạnh khi đông cứng. "Do băng khô có hình dạng đối xứng 4 mặt, chúng ta biết bông tuyết hình thành từ loại băng này sẽ có dạng khối hình vuông", Piqueux nói. "Nhờ Mars Climate Sounder, chúng tôi có thể xác định bông tuyết sẽ nhỏ hơn bề rộng sợi tóc người".
Sương giá trên sao Hỏa
Sương giá bao phủ phần lạnh hơn quay về hướng bắc của đụn cát trên sao Hỏa. (Ảnh: NASA).
Nước và carbon dioxide đều có thể tạo thành sương giá trên sao Hỏa. Cả hai loại sương giá đều xuất hiện trên hành tinh ở phạm vi rộng hơn nhiều so với tuyết. Trạm đổ bộ Viking bắt gặp sương giá khi nghiên cứu sao Hỏa vào thập niên 1970. Tàu bay quanh quỹ đạo Odyssey của NASA từng quan sát sương giá hình thành và tan biến dưới ánh Mặt Trời buổi sáng.
Mùa đông kết thúc
Phát hiện thú vị nhất có lẽ rơi vào cuối mùa đông, khi tất cả băng tích tụ bắt đầu tan rã và bốc hơi trong khí quyển. Trong quá trình đó, băng tuyết tạo thành nhiều hình dáng kỳ lạ và đẹp mắt gợi nhắc tới người nhện, trứng rán, phô mai Thụy Sĩ. Quá trình tan rã cũng khiến nhiều mạch phun phun trào. Băng trong suốt cho phép ánh Mặt Trời làm nóng khí gas bên dưới. Khi khí gas phát nổ, các lớp bụi bắn lên mặt đất. Những nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu lớp bụi này để tìm hiểu cách gió thổi qua trên sao Hỏa.