Hành tinh có bầu khí quyển gần giống với Trái Đất nguyên thủy
Mặc dù có môi trường tương đồng nhất với Trái Đất sơ khai nhưng Titan lạnh giá đến mức những dạng sống quen thuộc trên Trái Đất không thể tồn tại.
Tác giả: Nathalie A. Cabrol / NXB Trẻ
Sự sống bí ẩn trong vũ trụ
Cuốn sách mở ra hành trình khám phá sự sống trên Trái Đất và hàng triệu hành tinh khác trong vũ trụ, đưa độc giả đến gần hơn với lời giải cho một trong những câu hỏi lớn nhất của nhân loại: Con người có đơn độc trong vũ trụ?
Hành tinh có bầu khí quyển gần giống với Trái Đất nguyên thủy
Mặc dù có môi trường tương đồng nhất với Trái Đất sơ khai nhưng Titan lạnh giá đến mức những dạng sống quen thuộc trên Trái Đất không thể tồn tại.
Để bất kỳ dạng sống nào tồn tại được trên Titan, nó phải vô cùng khác lạ so với bất kỳ tiêu chuẩn sinh học nào trên Trái Đất. Ảnh: Adobe Stock.
Trong hệ Mặt Trời, môi trường trên Titan được xem là tương đồng nhất với “nồi súp nguyên thủy” của Trái Đất sơ khai. Tuy nhiên, Titan nằm xa Mặt Trời gấp mười lần so với Trái Đất và nhận được năng lượng ít hơn tới một trăm lần. Vì vậy, “nồi súp” ấy bị đông cứng ở bề mặt, trở thành một môi trường khắc nghiệt và gần như là vùng cấm đối với kiểu sự sống như chúng ta biết.
Nếu thả một vi sinh vật Trái Đất vào một trong những hồ methane trên Titan, nó sẽ ngay lập tức đông cứng như Han Solo trong khối carbonite trong phần The Empire Strikes Back của Star Wars.
Thế nhưng, không ai sẵn sàng từ bỏ hoàn toàn khả năng có sự sống trên bề mặt Titan, đặc biệt trong các biển và hồ, nơi sự sống có thể sử dụng methane lỏng làm dung môi thay cho nước. Dạng sự sống sinh methane có thể hấp thụ hydrogen thay vì oxygen, phản ứng với acetylene thay vì glucose, và tạo ra methane thay vì carbon dioxide.
Cách để kiểm nghiệm giả thuyết này là tiến hành đo nồng độ hydrogen trong khí quyển và mức acetylene trên bề mặt. Điều đáng chú ý là cả hai phép đo đều cho kết quả phù hợp với khả năng tồn tại sự sống. Tuy vậy, cũng có thể những dữ liệu này chỉ phản ánh các quá trình khoáng vật học hoặc khí tượng.
Để bất kỳ dạng sống nào tồn tại được trên Titan, nó phải vô cùng khác lạ so với bất kỳ tiêu chuẩn sinh học nào trên Trái Đất. Chẳng hạn, các tế bào không thể được bao bọc bởi lớp màng làm từ phân tử béo gọi là lipid, thứ không thể tồn tại trong điều kiện của Titan. Thay vào đó, các tế bào nguyên mẫu giả định này có thể sử dụng một phân tử khác, acrylonitrile (CH2CHCN), với những đặc tính đặc biệt cho phép chúng hút lẫn nhau và tự sắp xếp thành một lớp màng.
Đáng chú ý là acrylonitrile đã được phát hiện trong khí quyển Titan với số lượng đủ lớn để, về mặt lý thuyết, có thể hình thành hàng triệu dạng sống đơn bào. Nhưng liệu dạng sống dựa trên acrylonitrile có thể thật sự tồn tại trên Titan không?
Các mô phỏng máy tính trong môi trường methane tinh khiết đã cho thấy cách phân tử acrylonitrile phản ứng khi tiếp xúc với phân tử methane ở nhiệt độ âm 183 độ C. Kết quả cho thấy, ở nhiệt độ đó, các phân tử khó có thể tạo thành những màng mỏng linh hoạt như màng tế bào trên Trái Đất. Thay vào đó, các phân tử có xu hướng sắp xếp thành cấu trúc tinh thể cứng, tương tự muối hoặc băng.
Trong tình huống đó, các phân tử sống tiềm năng trên Titan có thể không cần màng bao bọc mà thay vào đó dựa vào chính môi trường lạnh giá để cố kết với nhau, bám vào bề mặt đá.
Ví dụ, chúng có thể chờ gió, dòng chảy hoặc thủy triều mang chất dinh dưỡng đến. Một kiểu sống thụ động nhưng được hỗ trợ bởi môi trường năng động xung quanh, một dạng đồng tiến hóa giữa sự sống và môi trường, khác hẳn với những gì chúng ta trải nghiệm ở Trái Đất và có lẽ cũng ít cơ hội tiến hóa hơn.
