Ngỡ ngàng thứ y hệt Trái Đất ở hành tinh vừa có dấu hiệu sự sống

Thu Anh07:20 21/09/2020

Các nhà khoa học đã tìm thấy một mảnh ghép hoàn hảo nữa cho chân dung anh em song sinh của Trái Đất: núi lửa trên Sao Kim.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã xác định dạng địa hình lâu đời nhất trên Sao Kim, gọi là tesserae, có thể là dấu hiệu cho thấy nó đã được sinh ra như một hành tinh phù hợp với sự sống.

Tesserae là những vùng biến dạng kiến tạo, được nâng cao hơn so với cảnh quan xung quanh. Dạng địa hình này chiếm khoảng 7% bề mặt của hành tinh, có niên đại khoảng 750 triệu năm tuổi.

Hình ảnh chụp bề mặt Sao Kim cho thấy dạng địa hình y hệt Trái Đất – ảnh: NASA

Phó giáo sư Paul Bryne, chuyên gia về khoa học hành tinh từ Đại học Bang North Carolina (Mỹ), cho biết: “Có 2 cách giải thích cho tesserae: hoặc chúng được tạo ra từ đá núi lửa, hoặc là bản sao của lớp vỏ lục địa Trái Đất”.

Dù cho giải thích theo cách nào, thì bằng chứng mới này đã khẳng định mối nghi ngờ trước đó là Sao Kim cũng từng có hoạt động kiến tạo mảng. Ở Trái Đất, những hoạt động địa chất sôi động gọi là “kiến tạo mảng” – từ núi lửa, động đất cho đến sự hình thành núi đồi, hút chìm, nhập và tách các lục địa… – đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong các phản ứng sinh ra sự sống sơ khai và duy trì bầu khí quyển và môi trường ổn định, phù hợp cho sự sống sinh tồn và tiến hóa. Trái Đất là hành tinh duy nhất trong Hệ Mặt Trời từng được ghi nhận có kiến tạo mảng. Mặt trăng Io của Sao Mộc cũng có, nhưng hoạt động núi lửa ở đó lại bị quá mức.

Phân tích sâu hơn trong nghiên cứu mới này cho thấy tesserae phải được tạo nên từ đá núi lửa, vì có những chi tiết không phù hợp với giả thuyết về vỏ lục địa.

Theo phó giáo sư Bryne, đó là loại đá núi lửa nhiều lớp tương tự như trên Trái Đất. Tesserae còn cho thấy một điều gây sốc: nó phải được hình thành trong một khí hậu rất khác khí hậu “địa ngục” của Sao Kim bây giờ, tức trong quá khứ, có thể hành tinh này có khí hậu y hệt địa cầu. Tuy nhiên, có thể hoạt động núi lửa đã bị quá mức – tương tự mặt trăng Io – và tàn phá hành tinh, đến bây giờ chưa thể hồi phục.

Nhóm nghiên cứu còn có sự tham gia của nhiều viện, trường ở Mỹ, Anh, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada và Nga; phân tích dựa trên dữ liệu của NASA. Công trình vừa ra mắt trên tạp chí khoa học Geology.

Video đang HOT

Tuần trước, một nhóm nghiên cứu Mỹ khác đã xác nhận được “chữ ký hóa học” đặc biệt trong bầu khí quyển Sao Kim, chính là khí “ma trơi” phosphine, thứ được coi là sản phẩm “phế thải” của sự sống trên Trái Đất. Họ tin rằng có vi khuẩn đang ẩn nấp trong biển mây axit tưởng chừng chết chóc của hành tinh này

Bằng chứng cho thấy có sự sống trên sao Kim

Các nhà nghiên cứu đang tìm lời giải thích nguồn gốc một dấu hiệu khí đặc biệt trong bầu khí quyển tầng cao của sao Kim. Liệu đây có phải là dấu hiệu của sự sống trên hành tinh có nhiệt độ cao nhất hệ Mặt Trời?

Khi nghiên cứu hệ mặt trời của chúng ta để tìm các thiên thể có khả năng chứa đựng sự sống, các nhà thiên văn học thường tập trung vào một số đối tượng nhất định như là Sao Hỏa với các hẻm núi rộng, trữ lượng nước lớn và nguồn khí mêtan bí ẩn; hoặc vệ tinh Europa của sao Mộc, nơi được cho là chứa đầy nước.

Nhưng sao Kim thì lại khác. Một hành tinh có kích thước bằng Trái đất với những đám mây axit sulfuric và nhiệt độ bề mặt khủng khiếp, sao Kim từ trước đến nay chưa từng được coi là nơi có thể duy trì sự sống. Điều này đã thay đổi từ mấy ngày nay.

Một phát hiện mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế sử dụng kính viễn vọng hiện đại cho thấy rằng vi sinh vật có thể tồn tại trên hành tinh thứ hai tính từ Mặt trời. Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Astronomy, các nhà thiên văn giải thích cách họ phát hiện ra hóa chất phosphine (PH3), một phân tử bao gồm phốt pho và hydro, trong bầu khí quyển tầng cao của sao Kim và lý do hóa chất này là dấu hiệu của sự sống.

Liệu có tồn tại sự sống trên sao Kim?

Các tác giả nêu rõ: "Không có quá trình hóa học nào được biết đến có thể giải thích sự tồn tại PH3 trong bầu khí quyển tầng cáo của Sao Kim. Do đó, nó phải là kết quả của một quá trình không thể xảy ra trong các điều kiện môi trường của Sao Kim. Có thể là do một số quá trình quang hóa hoặc địa hóa chưa được biết đến, hoặc đây có thể là dấu hiệu tồn tại sự sống trên hành tinh này."

Phát hiện này đã gây ra nhiều tranh luận. Trong một cuộc họp báo hôm nay, các nhà khoa học tham gia nghiên cứu đã giải thích tại sao họ không tìm ra được lời giải đáp nào khác cho sự hiện diện của khí phosphine trong bầu khí quyển trên của sao Kim. Trên Trái đất, phosphine là sản phẩm phụ thải ra của vi khuẩn kỵ khí.

Các nhà khoa học đã sử dụng Kính viễn vọng James Clerk Maxwell (JCMT) ở Hawaii và kính thiên văn Atacama Large Millimeter Array (ALMA) ở Chile. Cả hai đều có khả năng phát hiện ánh sáng ở các bước sóng có thể tiết lộ dạng quang phổ không thể xóa nhòa của các phân tử khí phosphine. Cả hai kính thiên văn đều tìm thấy bằng chứng về khí phosphine chỉ trong bầu khí quyển phía trên của sao Kim, nơi điều kiện mát hơn và ít axit hơn trên bề mặt, và áp suất không khí tương tự như khí quyển của Trái đất.

Ở độ cao lớn, gió Sao Kim di chuyển theo hình vòng tròn khi đi từ xích đạo về phía bắc về phía các cực; các kiểu lưu thông không khí như vậy được gọi là Hoàn lưu Hadley và hiện tượng này cũng tồn tại trên Trái đất, là nguyên nhân gây ra gió mậu dịch. Như các nhà khoa học giải thích trong cuộc họp báo, các sinh vật nhỏ, có khả năng là vi sinh vật, sẽ có thể lưu thông qua các Hoàn lưu Hadley này và chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt trong bầu khí quyển của Sao Kim.

Giả thuyết rằng sự sống có thể tồn tại trong những đám mây khắc nghiệt của sao Kim có thể là điều bất ngờ, mặc dù nó không phải là chưa từng xảy ra. Trên Trái đất cũng có những sinh vật sống cực đoan nghĩa là những dạng sống thích nghi với những điều kiện khắc nghiệt tương tự.

Thật vậy, với những gì các nhà khoa học biết về điều kiện địa hóa của Sao Kim, dường như vẫn chưa có lời giải thích nào khác cho loại khí này ngoài sự tồn tại của vi sinh vật lơ lửng trên các đám mây.

William Bains, đồng tác giả của bài báo, giải thích trong một bài đăng trên trang web cá nhân của mình rằng trong hai năm nhóm không thể tìm ra một quá trình không sống (không liên quan đến sinh vật) nào có thể tạo ra phosphine trong bầu khí quyển của Sao Kim.

Bains viết: "Chúng tôi đã tính toán tốc độ phosphine có thể được tạo ra do phản ứng của các khí trong khí quyển với nhau, với khói mù lưu huỳnh, với các giọt mây, với đá bề mặt. Không có cách nào mà sao Kim có thể tạo ra phosphine, trừ khi hiểu biết của chúng ta về sao Kim là sai lầm nghiêm trọng."

Trong một tuyên bố khác, Clara Sousa-Silva, một nhà khoa học nghiên cứu tại Khoa Trái đất, Khí quyển và Hành tinh của MIT, đồng thời là đồng tác giả của bài báo, viết rằng nhóm nghiên cứu rất "hoan nghênh" các nhà thiên văn học khác tìm cách giải thích sự hiện diện của phosphine.

Sousa-Silva nói: "Hãy làm đi, vì chúng tôi không thể tìm ra bất kỳ quy trình phi sinh học nào khác có thể tạo ra phosphine.

Trong bài báo, các nhà khoa học tỏ ra lạc quan nhưng thận trọng khi đưa ra tuyên bố rằng có sự sống trên sao Kim.

Các tác giả viết: "Ngay cả khi được xác nhận, chúng tôi nhấn mạnh rằng việc phát hiện ra PH3 không phải là bằng chứng xác nhận có sự sống, nó chỉ chứng minh có hiện tượng hóa học dị thường và không giải thích được. Có một số lý do quan trọng khiến ta khó có thể tin rằng có sự sống trong các đám mây của Sao Kim - môi trường cực kỳ thiếu nước cũng như tính axit cao."

Liệu có lời giải thích khác? Chắc chắn phosphine rất khó sản xuất về mặt hóa học nếu không có sự sống, nhưng không phải là không thể. Jonathan Lunine, người không tham gia vào nghiên cứu trên nhưng là giáo sư khoa học vật lý và chủ nhiệm khoa thiên văn học tại Đại học Cornell, trả lời Salon trong một tuyên bố qua email rằng nhiều hợp chất hóa học có thể là kết quả của các quá trình phi sinh học.

Giáo sư Lunine nói: "Phosphine không phải lúc nào cũng là dấu hiệu sinh học trên các hành tinh khác. Nó có thể được tìm thấy trong bầu khí quyển giàu hydro dày đặc của Sao Mộc và Sao Thổ. Ở những hành tinh này nó được hiểu là một sản phẩm phi sinh học."

Lunine cho biết điều quan trọng là phải xem xét môi trường của hành tinh, nơi người ta đang sử dụng phosphine làm đặc điểm sinh học. Nhưng vì sao Kim thiếu hydro nên điều đó hoàn toàn có thể xảy ra.

Lunine cho biết: "Sao Kim có bầu khí quyển cực kỳ thiếu hydro nên ở đây phosphine có thể là dấu hiệu sự sống."

Trong một cuộc phỏng vấn với Salon, Seth Shostak, một nhà thiên văn học cấp cao tại Tổ chức Tìm kiếm Trí thông minh Ngoài Trái đất (SETI), nói với Salon rằng nghiên cứu này là một "công trình ấn tượng". Ông cũng nhận thấy các nhà khoa học đã dành nhiều thời gian cho các dấu hiệu quang phổ dẫn đến phát hiện ra phosphine. Shostak nhấn mạnh rằng việc phát hiện ra phosphine không có gì khó hiểu mà việc giải thích nguồn gốc của nó mới gây tranh cãi.

Ông đặt vấn đề: "Có phải khí này là do từ vi khuẩn trôi nổi hay không? Và nếu đúng, đó là một điều thực sự rất quan trọng, bởi vì nếu có sự sống trên sao Kim trong điều kiện khắc nghiệt như vậy thì chắc chắn phải có sự sống ở khắp nơi"

Shostak nói rằng nếu sự sống tồn tại trên sao Kim, nó có thể không bắt nguồn từ các đám mây, mà là ở đại dương có thể đã tồn tại trên sao Kim từ rất lâu trước đây.

Ông nói: "Luôn có một số sinh vật cơ hội, chủ yếu là các sinh vật siêu nhỏ, có thể sống trong những điều kiện khắc nghiệt. Có thể tìm thấy vi khuẩn trong bình chứa khí của máy bay phản lực, trong các lò phản ứng hạt nhân mới. Vì vậy, một khi có sự sống, nó có thể thích nghi với hầu hết mọi loại môi trường."

Thật vậy, những tác động triết học của phát hiện này có thể lớn hơn những tác động khoa học, Shostak nói. "Nếu tìm thấy sự sống trên hành tinh tiếp theo, con người có thể nói: "À, có lẽ tất cả chúng ta không thực đặc biệt lắm đâu".

Bước đột phá trong công cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất Việc phát hiện ra khí phosphine trong bầu khí quyển của sao Kim khiến các nhà khoa học tin rằng tồn tại sự sống ở khu vực này. "Với những gì chúng ta hiện biết về sao Kim, lời giải thích hợp lý nhất cho phosphine, nghe có vẻ kỳ diệu chính là sự sống", nhà vật lý thiên văn phân tử Clara...