Phát hiện bằng chứng thuyết phục nhất về sự sống trên sao Hỏa

Một mẫu đá có tên Sapphire Canyon, được lấy từ địa tầng Bright Angel trong miệng hố Jezero, cho thấy những mô hình khoáng chất và hóa học giống với biosignature (dấu hiệu sinh học), tức các dấu vết có thể là hoạt động sinh học của vi sinh vật cổ xưa. Những “đốm da báo” giàu khoáng chất sắt này có thể hình thành từ quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, mặc dù các quá trình phi sinh học vẫn chưa thể bị loại trừ hoàn toàn.

Dấu hiệu có thể về sự sống cổ xưa trên sao Hỏa

Mẫu đá do Perseverance thu thập trong một lòng sông cổ ở miệng hố Jezero có thể chứa bằng chứng về sự sống vi sinh trong quá khứ. Mẫu Sapphire Canyon được lấy năm 2024 từ một khối đá mang tên “Cheyava Fall”. Theo công trình vừa công bố trên tạp chí Nature, nó hiện được coi là một trong những ứng cử viên mạnh mẽ nhất cho khả năng chứa biosignature.

Mô phỏng về sao Hỏa trước đây từng có nước

Các nhà khoa học định nghĩa biosignature tiềm năng là bất kỳ cấu trúc hay vật chất nào có thể hình thành từ hoạt động sinh học, nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm để xác nhận hay bác bỏ mối liên hệ với sự sống.

Quyền Giám đốc NASA, ông Sean Duffy, nhận định: “Phát hiện này của Perseverance (được phóng dưới nhiệm kỳ đầu của Tổng thống Trump) là bước tiến gần nhất mà nhân loại từng đạt được trong việc tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa. Việc nhận diện một biosignature tiềm năng trên Hành tinh Đỏ là khám phá mang tính đột phá, mở rộng hiểu biết của chúng ta về sao Hỏa. NASA sẽ tiếp tục theo đuổi ‘khoa học chuẩn vàng’ trong hành trình hướng tới mục tiêu đưa con người đặt chân lên bề mặt đầy đá của sao Hỏa”,

Tìm thấy vật chứng khi khám phá địa tầng Bright Angel

Tháng 7.2024, Perseverance tiến vào khu vực tìm thấy khối đá Cheyava Fall, nằm trong địa tầng Bright Angel gồm một loạt các mỏm đá dọc hai bên thung lũng sông Neretva Vallis. Khu vực có chiều rộng khoảng 400 mét, được khắc tạo từ dòng nước chảy vào miệng hố Jezero từ hàng tỉ năm trước.

Bà Nicky Fox, Giám đốc Ban Khoa học của NASA, cho biết: “Phát hiện này là kết quả trực tiếp từ nỗ lực hoạch định, phát triển và triển khai chiến lược của NASA, nhằm thực hiện đúng loại hình khoa học hẹp là nhận diện biosignature tiềm năng trên sao Hỏa. Với việc công bố kết quả đã được phản biện, NASA cũng cung cấp dữ liệu cho cộng đồng khoa học rộng hơn để nghiên cứu, xác nhận hoặc bác bỏ khả năng sinh học của nó”.

Ảnh thực tế trên sao Hỏa - Ảnh: NASA

Các thiết bị khoa học trên Perseverance cho thấy đá trầm tích ở Bright Angel cấu tạo từ đất sét và phù sa, vốn trên Trái Đất được coi là môi trường tuyệt vời để lưu giữ dấu vết sự sống vi sinh. Chúng cũng giàu carbon hữu cơ, lưu huỳnh, sắt oxy hóa (gỉ sét) và phốt pho.

Nhà khoa học Joel Hurowitz (Đại học Stony Brook, New York), tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Tổ hợp các hợp chất hóa học mà chúng tôi tìm thấy tại Bright Angel có thể là nguồn năng lượng dồi dào cho trao đổi chất của vi sinh vật. Tuy nhiên, chỉ riêng sự hiện diện của những dấu hiệu hóa học hấp dẫn ấy chưa đủ để khẳng định biosignature. Do vậy, chúng tôi cần phân tích sâu hơn để hiểu ý nghĩa thật sự của dữ liệu”.

Những đốm lạ và dấu vết hóa học

Đầu tiên, hai thiết bị PIXL (Phân tích quang phổ tia X) và SHERLOC (Quét môi trường có thể sinh sống bằng Raman & huỳnh quang) thu thập dữ liệu từ khối đá Cheyava Fall. Đó là một khối đá hình mũi tên, dài 1 mét và rộng 0,6 mét. Chúng phát hiện những đốm màu bất thường trên bề mặt. Các đốm này có thể là dấu vết vi sinh vật từng sử dụng carbon hữu cơ, lưu huỳnh và phốt pho trong đá làm nguồn năng lượng.

Đốm da báo bất thường trên khối đá Cheyava Fall

Khi chụp ảnh độ phân giải cao, các nhà khoa học nhận thấy các khoáng chất sắp xếp thành những “đốm da báo” dọc theo các mặt phản ứng – nơi diễn ra biến đổi hóa học và vật lý. Chúng chứa dấu hiệu của hai khoáng chất giàu sắt: vivianite (sắt phosphate ngậm nước) và greigite (sắt sulfide). Vivianite thường xuất hiện trong trầm tích, đầm lầy than bùn và quanh vật chất hữu cơ phân hủy trên Trái Đất. Một số loài vi sinh cũng có thể tạo ra greigite.

Sự kết hợp này có thể phản ánh phản ứng trao đổi electron giữa trầm tích và chất hữu cơ – một “dấu hiệu” tiềm năng của sự sống, bởi vi sinh vật thường khai thác các phản ứng này để tạo năng lượng cho sinh trưởng. Tuy nhiên, các khoáng chất ấy cũng có thể hình thành theo cách phi sinh học, như dưới nhiệt độ cao, môi trường axit hay nhờ sự gắn kết của hợp chất hữu cơ. Nhưng đá ở Bright Angel không cho thấy dấu hiệu từng chịu nhiệt độ cao hoặc môi trường axit và hiện chưa rõ các hợp chất hữu cơ ở đó có đủ khả năng xúc tác phản ứng ở nhiệt độ thấp hay không.

Ý nghĩa cho dòng thời gian sự sống trên sao Hỏa

Phát hiện càng gây bất ngờ vì liên quan đến những lớp đá trầm tích trẻ nhất mà sứ mệnh từng khảo sát. Trước đây, giới khoa học giả định rằng nếu sao Hỏa từng có sự sống, thì chỉ có thể tìm thấy ở những tầng đá cổ hơn. Phát hiện này cho thấy hành tinh Đỏ có thể đã duy trì môi trường sống được lâu hơn, hoặc muộn hơn trong lịch sử so với dự đoán. Cònnhững khối đá cổ hơn cũng có thể chứa dấu hiệu sự sống nhưng khó phát hiện hơn.

Bà Katie Stack Morgan, nhà khoa học phụ trách dự án Perseverance tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, nhấn mạnh: “Những tuyên bố liên quan đến khả năng phát hiện sự sống ngoài Trái Đất đòi hỏi bằng chứng phi thường. Việc đưa một phát hiện quan trọng như biosignature tiềm năng trên sao Hỏa vào ấn phẩm khoa học đã qua phản biện là bước then chốt, đảm bảo tính chặt chẽ, giá trị và ý nghĩa của kết quả. Và dù các lời giải thích phi sinh học ít khả năng hơn theo phân tích, chúng ta vẫn chưa thể loại bỏ hoàn toàn”.

Cộng đồng khoa học đang sử dụng các công cụ như thang đo CoLD hay Tiêu chuẩn Bằng chứng để đánh giá mức độ tin cậy của dữ liệu liên quan đến câu hỏi lớn: Liệu chúng ta có cô đơn trong vũ trụ?

Bùi Tú