“Báu vật” ở Sao Hỏa tiết lộ nguồn gốc sự sống Trái Đất

Phát hiện đặc biệt ở Gale Crater – Sao Hỏa có thể giúp giải thích cái gọi là “phản ứng hóa học sinh ra sự sống” trên Trái Đất.

Từ hơn 1 thập kỷ trước, robot dạng xe tự hành thám hiểm Sao Hỏa mang tên Curiosity đã gây chấn động khi tìm ra các “khối xây dựng sự sống”.

Cho đến nay, một loạt phát hiện tương tự từ robot này và các tàu thám hiểm khác đã xác định bề mặt hành tinh đỏ đầy chất hữu cơ, có thể có nguồn gốc sinh học lẫn phi sinh học.

Khu vực Gale Crater trên Sao Hỏa – Ảnh: NASA

Tuy chúng ta thường mong đợi chất hữu có cơ nguồn gốc sinh học hơn – vì đó là bằng chứng về sự sống ngoài hành tinh – nhưng một nghiên cứu mới cho thấy chất hữu cơ phi sinh học cũng là một “báu vật”. Bởi chúng có thể giúp giải thích nguồn gốc sự sống của Sao Hỏa cũng như của chính Trái Đất chúng ta.

Chất hữu cơ có thể được tạo ra bởi sự tồn tại của sinh vật, nhưng ngược lại, các sinh vật đầu tiên ra đời trên Trái Đất sẽ cần được hoài thai từ chất hữu cơ phi sinh học, thông qua một quá trình còn mơ hồ – gọi là “phản ứng hóa học sinh ra sự sống”.

Trong đó, giả thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất chính là quá trình quang phân, là phản ứng hóa học phá vỡ các hợp chất khi phân tử hấp thụ các photon ánh sáng.

Vấn đề là chứng minh quá trình này đã thực sự diễn ra trên Sao Hỏa. Nhóm khoa học gia dẫn đầu bởi nhà khoa học hành tinh Yuichiro Ueno của Viện Công nghệ Tokyo (Nhật Bản) đã đi tìm kiếm bằng chứng xác thực.

Họ tin rằng nguồn gốc của vật liệu giàu carbon trên mặt đất Sao Hỏa chính là quá trình quang phân CO ₂ trong khí quyển. Nhưng, phân tử CO ₂ có thể sở hữu một trong 2 đồng vị là carbon-12, hay nặng hơn là carbon-13. Quá trình quang phân diễn ra nhanh hơn trên đồng vị nhẹ hơn.

Vì vậy, khi ánh sáng UV phân tách hỗn hợp CO ₂ chứa carbon-12 và carbon-13 trong khí quyển, các phân tử chứa carbon-12 bị cạn kiệt nhanh hơn, để lại một lượng CO ₂ chứa carbon-13 “thừa” đáng chú ý trong khí quyển Sao Hỏa.

Trong khi đó, vật liệu giàu carbon-12 bị phân tách rơi xuống mặt đất, tạo ra một sự dư thừa đủ kích thích quá trình hình thành một loạt phân tử hữu cơ phức tạp dựa trên carbon.

Trong nghiên cứu mới, các tác giả đã xác định mảnh ghép đó thông qua dữ liệu mà Curiosity thu thập từ khu vực Gale Crater đầy vật liệu hữu cơ.

Khoáng chất carbonat mà Curiosity thu thập được tại đây có sự suy giảm carbon-13, tức tỉ lệ carbon-12 so với carbon-13 cao hơn bất thường do được bổ sung từ CO ₂ bị quang phân.

Hàng tỉ năm trước, khi Hệ Mặt trời còn “thơ ấu”, Trái Đất, Sao Kim và Sao Hỏa đều có bầu khí quyển rất giống nhau, cho thấy quá trình tương tự có thể đã xảy ra trên hành tinh quê hương của chúng ta, tạo nên vật liệu hữu cơ ban đầu mà không cần quá trình sinh học nào.

Rất có thể, may mắn hơn, từ vật liệu hữu cơ phi sinh học này, một loạt phản ứng thuận lợi khác đã xảy ra, khơi nguồn cho sự sống thực sự ở Trái Đất.

Điều đó có thể cũng tiếp diễn ở Sao Hỏa và Sao Kim, trước khi quá trình tiến hóa hành tinh không may mắn khiến sự sống ở hai nơi đó bị tuyệt chủng.