Sao Hỏa ở bốn tỷ năm trước có thể giống Trái Đất nhiều hơn hiện nay

Trong các phân tử hữu cơ ở lớp vỏ của một thiên thạch nổi tiếng 4 tỷ năm tuổi từ sao Hỏa có chứa nitơ, cho thấy lúc đầu Hành tinh Đỏ có thể đã từng có môi trường phù hợp với sự sống.

Thiên thạch Allan Hills (ALH) 84001 được đặt tên theo một khu vực ở Nam Cực nơi nó được phát hiện vào năm 1984 – có chứa các khoáng chất cacbonat màu cam, những khoáng chất này có khả năng được kết tủa từ nước muối trên hành tinh Đỏ hàng tỷ năm trước.

Bản thân thiên thạch này đã bị đẩy ra khỏi bề mặt sao Hỏa khoảng 15 triệu năm trước, mang theo các chất hữu cơ có chứa nitơ trong các khoáng chất cacbonat. Những khoáng chất này có thể là bản lưu trữ về môi trường có nước lúc đầu của sao Hỏa, bao gồm cả nitơ – một nguyên tố thiết yếu cho mọi sự sống trên Trái Đất, và là thành phần cần thiết của các protein, ADN và ARN.

Những phát hiện được công bố trên tạp chí Nature Communications này cho thấy, lúc đầu sao Hỏa có thể ở tình trạng ẩm ướt và giàu chất hữu cơ, tình trạng đó khả năng biến nó thành một nơi phù hợp với sự sống. Các nghiên cứu gần đây phân tích đá trầm tích và thiên thạch đã đưa ra những bằng chứng tương tự, và các cuộc thám hiểm trước đó cũng đã tìm thấy lưu huỳnh và các hyđrô cácbon chứa clo, nhưng người ta mới chỉ biết được rất ít về nguồn gốc, sự tiến hóa và việc liệu những hợp chất này có một vài trò gì đó trong sự sống sinh học hay không.

ALH trong các cuộc kiểm tra trước đây đã bị nhiễm các vật chất từ tuyết và băng của Nam Cực, khiến cho việc xác định những chất nào thuộc về thiên thạch này trở nên khó khăn. Để bù đắp cho điều này, một nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học Sự sống Trái Đất tại Viện Công nghệ Tokyo, và Viện Khoa học Vũ trụ và Hàng không của Cơ quan Khám phá Vũ trụ Nhật Bản, đã sử dụng băng keo bạc, loại băng keo có kích thước chỉ bằng bề rộng sợi tóc của con người, để “nhổ” các hạt cacbonat nhỏ bé ra khỏi thiên thạch. Sau đó, một chiếc kính hiển vi điện tử được dùng để phát hiện sự hiện diện của nitơ và xác định các hóa chất và các hợp chất có liên quan đến nitơ. Chúng được so sánh với các khoáng chất không chứa nitơ có trong đá lửa.

Nhóm nghiên cứu tin rằng họ đã tìm thấy hàm lượng nitơ được bảo quản bên trong các hợp chất cacbonat, điều đó cho thấy sao Hỏa đã từng giống với Trái Đất hơn trước khi nó trở thành Hành tinh Đỏ. Ngày nay, bề mặt sao Hỏa quá khắc nghiệt để các chất hữu cơ có thể tồn tại, nhưng một số nhà khoa học tin rằng các hợp chất hữu cơ có thể được bảo quản theo cách tương tự ở gần bề mặt sao Hỏa trong hàng tỷ năm, giống như trường hợp của ALH84001.

Khám phá này đã mở ra câu hỏi nữa về tiềm năng có sự sống trên sao Hỏa buổi ban đầu – nguồn gốc đầu tiên của các chất hữu cơ chứa nitơ này là ở đâu?

“Có hai khả năng chính: chúng đến từ bên ngoài sao Hỏa, hoặc chúng được tạo thành ngay trên hành tinh này. Trong lịch sử của hệ Mặt trời buổi ban đầu, sao Hỏa có khả năng đã được hứng đầy một lượng chất hữu cơ đáng kể, ví dụ như từ các thiên thạch, sao chổi, và các hạt bụi giàu các-bon. Một số trong đó có thể đã hòa tan trong nước muối và bị giữ lại trong cacbonat”, nhà khoa học Atsuko Kobayashi đến từ Viện Khoa học Sự sống Trái Đất ở Viện Công nghệ Tokyo phát biểu.

Sơ đồ sao Hỏa lúc đầu (4 tỷ năm trước) và hiện tại. Các hợp chất hữu cơ cổ đại có chứa nitơ đã bị giữ lại và bảo quản trong cacbonat một thời gian dài.