Tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa

Những nỗ lực đầu tiên và duy nhất nhằm tìm kiếm sự sống trên Hỏa tinh là các sứ mệnh Viking phóng lên từ năm 1975. Nay các nhà khoa học đang đề xuất thập niên mới thám hiểm rô bôt đối với hành tinh đỏ, đưa việc tìm kiếm sự sống lên mức ưu tiên cao nhất.

Sứ mệnh Phoenix đào xới vào đất sao Hỏa để xem cái gì ẩn giấu ngay bên dưới lớp bề mặt. Mẫu vật thu từ con rãnh này đã được phân tích bởi thiết bị Wet Chemistry Laboratory, một bộ phận của Hệ thống phân tích Hiển vi, Điện hóa,và Độ dẫn của Phoenix (MECA). Ảnh: NASA/JPL-Caltech/Đại học Arizona/Đại học Texas A&M

Sau các sứ mệnh Viking, sự nhất trí chung trong giới khoa học là sự lạnh lẽo, bức xạ, sự khô cằn và các yếu tố môi trường khác đã bác bỏ các cơ hội cho hoạt động vi sinh ở trên hoặc ở gần lớp mặt của Hỏa tinh. Giả định này – chủ yếu dựa trên chỗ các thiết bị Viking không phát hiện ra các hợp chất hữu cơ là dấu hiệu xác nhận của sự sống sao Hỏa – đã được củng cố thêm bởi từng sứ mệnh một sau đó, kể từ những ngày đầu tiên ấy.

Phòng thí nghiệm Khoa học Hỏa tinh, dự kiến phóng lên vào năm 2011, được thiết kế chuyên dụng để tìm kiếm bằng chứng rằng môi trường Hỏa tinh đã từng có khả năng dung dưỡng sự sống trên hành tinh đỏ. Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng chiến lược thám hiểm sao Hỏa như thế nên tập trung vào tìm kiếm bản thân sự sống – sự sống “hiện hành” hoặc đang hoạt động ngày nay, hoặc đang ngủ yên nhưng vẫn còn sống.

“Đối với loài người, chẳng có nhiệm vụ nào quan trọng và sâu sắc hơn việc kiểm tra xem chúng ta có đơn độc trong vũ trụ hay không, và Hỏa tinh phải là nơi đầu tiên để mà khảo sát, vì nó nằm ngay trước mắt chúng ta”, phát biểu của nhà sinh vật học vũ trụ Alberto Fairen tại viện SETI và Trung tâm Nghiên cứu Ames NASA. “Việc tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa sẽ là thành tựu khoa học quan trọng nhất của thế kỉ này”.

Các thiết bị hạ cánh Viking đã phát hiện ra các phân tử hữu cơ như methyl chloride và dichloromethane, nhưng những chất này đã bị bác bỏ vì bị nhiễm từ địa cầu – tức là, các chất lỏng làm sạch dùng khi chuẩn bị phi thuyền trong lúc nó vẫn còn trên trái đất.

Thiết bị hạ cánh Phoenix đã phát hiện ra magnesium perchlorate có trong đất, chất có thể phân hủy các chất thải hữu cơ. Khám phá này đã khiến các nhà khoa học suy nghĩ lại về các giả thuyết Viking. Vì Viking làm nóng các mẫu nghiên cứu của nó, cho nên nó có thể gây ra một phản ứng hóa học giữa perchlorate và bất kì chất hữu cơ nào khác có mặt, do đó, làm phá hủy các chất hữu cơ đó.

Sự phát hiện trong thời gian gần đây về khí methane trên sao Hỏa còn làm hồi sinh khả năng có sự sống trong quá khứ hoặc sự sống thậm chí đang hiện hữu ngay bên dưới lớp bề mặt, vì sự sống là một trong những thủ phạm chủ yếu sinh ra methane trên trái đất.

Sao Hỏa có thể khắc nghiệt đối với sự sống, nhưng hãy nhớ rằng có vô số mẫu sinh vật sống vẫn tồn tại trong những môi trường cực độ trên Trái đất. Chẳng hạn, người ta đã phát hiện thấy các vi sinh vật trong những lớp đất khô cằn, lạnh lẽo của các Thung lũng Khô cằn Nam Cực. Những lớp đất này xếp thành một lớp khô đóng băng vĩnh cửu chồng lên trên nền băng, một cấu trúc tương tự như một số mảng đất trên sao Hỏa. Các lớp băng giàu bụi bặm trong các sông băng bắt giữ các màng nước mỏng và bụi khoáng chất có thể đóng vai trò là cơ sở cho sự sống trên Trái đất, và các lớp giống như vậy đã được trông thấy tại các lớp trầm tích ở cực bắc của sao Hỏa.

Vi khuẩn thậm chí còn sống được trong các bọng muối trong sa mạc Atacama siêu khô cằn ở Chile, nơi thường được mô tả là tương tự như đất trên sao Hỏa.

Một số nghiên cứu cho rằng những vùng đất thấp ở bán cầu bắc của sao Hỏa đã từng có nước bao phủ. Một đường bờ biển khả dĩ ở gần ngọn núi lửa khổng lồ Olympus đã được chụp ảnh chi tiết bởi phi thuyền Viking và bởi Camera Tàu quỹ đạo Hỏa tinh. Ảnh: NASA

Những nơi tương tự này của sao Hỏa trên Trái đất cho thấy có một vài khu vực tương đối ít ỏi trên sao Hỏa có thể dung dưỡng cho sự sống: nền đất phủ băng vĩnh cửu, các lớp trầm tích băng to lớn, và những bọng muối nhất định.

“Các tàu khảo sát đã được gửi đến những vùng đất thuộc sao Hỏa, nơi nền đất đóng băng vĩnh cửu là phổ biến – đây là trường hợp của Phoenix, trên các vùng đồng bằng phía bắc”, Fairen nói. “Những môi trường khác, thí dụ như hàng trăm khối trầm tích vùng của muối chloride, đã được phát hiện ra rất gần đây, chỉ mới ba năm thôi, và phân tán tren các cao nguyên cổ phía nam. Trong mọi trường hợp, đã chẳng có nỗ lực nào nhằm phân tích bất kì môi trường nào trong số này với các thiết bị sinh học hiện đại để tìm kiếm sự sống, dù là đang hiện hữu hay đã tuyệt diệt”.

Fairen và các đồng nghiệp của ông đề xuất một chiến lược mới cho thập niên tiếp theo của chương trình nghiên cứu qua rô bôt đối với sao Hỏa, trong đó việc tìm kiếm sự sống đang hiện hữu là có tính ưu tiên cao nhất.

So sánh Phòng thí nghiệm Khoa học sao Hỏa (MSL) và Xe Thám hiểm sao Hỏa. Xe thám hiểm MSL cỡ Mini Cooper có chiều dài gấp đôi (khoảng 2,8m) và nặng gấp bốn lần xe thám hiểm Spirit và Opportunity. Ảnh: NASA

“Chúng tôi kêu gọi một kiến trúc dài hạn của Chương trình Thám hiểm sao Hỏa tổ chức theo ba mục tiêu chính với mức độ ưu tiên như sau: tìm kiếm sự sống hiện hữu, tìm kiếm sự sống trong quá khứ, và thu gom mẫu vật mang về”, Fairen nói.

Các nhà nghiên cứu hình dung ra các con tàu thám hiểm nhắm tới những nơi mà sự sống có thể được tìm thấy, và mang theo các thiết bị có thể cung cấp bằng chứng không thể chối cãi – thí dụ như các vi khuẩn thật sự - cho sự có mặt hoặc không có mặt của sự sống. Chẳng hạn, các sứ mệnh rô bôt tìm kiếm các bào tử, sự sống ngủ đông hoặc các chất thải hữu cơ có thể khoan đào một vài yard xuống các lớp đất giàu băng được che chắn khỏi mức độ bức xạ cao ở bề mặt và sử dụng kính hiển vi để khảo sát các kết quả của chúng.

Một sứ mệnh nhắm tới tìm kiếm sự sống đang hiện hữu cũng thật lí tưởng cho việc tìm thấy bất kì sự sống nào đã tuyệt diệt, vì các sinh vật chết có khả năng sẽ được tìm thấy ở chính những nơi các sinh vật sống được tìm thấy. Vì vi khuẩn đất ở Sa mạc Atacama phân tán theo một kiểu thưa thớt, nên bất kì sứ mệnh mới nào nhằm tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa cũng nên mang theo một xe thám hiểm. Các thiết bị hạ cánh cũng được dùng để thu gom mẫu mang về, nếu như mọi thứ diễn ra suôn sẻ.

“Công nghệ đã sẵn sàng rồi”, Fairen nói. “Chúng ta chỉ cần một xung lực mới và nhiều tham vọng hơn”.

Nguồn: Astrobio.net, PhysOrg.com
Tác giả: Charles Q. Choi