NASA phát hiện phân tử hữu cơ phức tạp trên Sao Hỏa

Xe tự hành Perseverance của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) vừa phát hiện các phân tử carbon hữu cơ phức tạp trong những lớp đá cổ trên bề mặt Sao Hỏa, bổ sung thêm bằng chứng cho thấy hành tinh này từng sở hữu môi trường có khả năng hỗ trợ sự sống hàng tỷ năm trước.

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances cho thấy các phân tử carbon hữu cơ được phát hiện trong các mẫu đá bùn tại khu vực Bright Angel, nằm dọc thung lũng sông cổ Neretva Vallis – nơi từng đưa nước và trầm tích chảy vào miệng hố va chạm Jezero cách đây hàng tỷ năm. Phát hiện mới được thực hiện nhờ thiết bị Quét môi trường có khả năng hỗ trợ sự sống bằng quang phổ Raman và phát quang để phát hiện chất hữu cơ và hóa chất (SHERLOC) gắn trên cánh tay robot của xe Perseverance.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng tia laser tử ngoại của SHERLOC để phân tích thành phần khoáng vật và các hợp chất hữu cơ trong đá bằng phương pháp quang phổ Raman – kỹ thuật không phá hủy mẫu, cho phép nhận diện và lập bản đồ phân bố của các khoáng chất cũng như vật chất hữu cơ.

Nhóm nghiên cứu, do tiến sĩ Ashley Murphy thuộc Viện Khoa học Hành tinh (Mỹ) và Phó Điều tra viên trưởng của thiết bị SHERLOC Kyle Uckert đồng chủ trì, xác nhận sự hiện diện của carbon đại phân tử (Macromolecular Carbon – MMC) trong các mẫu đá tại Bright Angel. Đây là dạng carbon gồm các mạng lưới nguyên tử carbon liên kết phức tạp, thường xuất hiện trong đá trên Trái Đất cũng như trong các thiên thạch.

Theo các nhà khoa học, carbon đại phân tử có thể được hình thành từ nhiều nguồn khác nhau. Trên Trái Đất, loại vật chất này có thể bắt nguồn từ các sinh vật sống, chẳng hạn vật chất hữu cơ hóa thạch trong các thảm vi sinh vật hoặc than đá. Tuy nhiên, nó cũng có thể được tạo thành thông qua các phản ứng giữa đá và nước hoặc được mang đến từ các thiên thạch va chạm. Vì vậy, việc phát hiện MMC trên Sao Hỏa chưa thể được coi là bằng chứng trực tiếp về sự sống cổ đại.

Tiến sĩ Ashley Murphy cho biết cơ chế hình thành chính xác của MMC tại Bright Angel hiện vẫn chưa được xác định, song đây là một trong những phát hiện đáng chú ý nhất của chương trình nghiên cứu Sao Hỏa cho đến nay. Theo bà, hàng tỷ năm trước, một con sông cổ đã mang nước và trầm tích chảy vào miệng hố Jezero. Các lớp trầm tích mịn lắng xuống đáy hồ rồi dần kết cứng thành đá bùn – loại đá mà nhóm nghiên cứu đã phân tích.

MMC được phát hiện gắn với các lớp trầm tích hạt mịn cũng như các khoáng vật carbonate và sulfate hình thành trong những giai đoạn sau khi nước tác động lên đá. Điều này cho thấy vật chất hữu cơ có thể đã xuất hiện trong ít nhất hai giai đoạn khác nhau của lịch sử địa chất khu vực. Một điểm đặc biệt của nghiên cứu là MMC được phát hiện chỉ ở độ sâu vài micromet dưới bề mặt đá – mỏng hơn cả độ dày của một tờ giấy. Đây là lần đầu tiên carbon hữu cơ phức tạp được phát hiện ở vị trí nông như vậy trên Sao Hỏa.

Các nhà khoa học cho rằng điều này khá bất ngờ bởi bề mặt Sao Hỏa thường xuyên chịu tác động của bức xạ Mặt Trời và các chất oxy hóa mạnh – những yếu tố được cho là có khả năng phá hủy các hợp chất hữu cơ theo thời gian. Theo tiến sĩ Murphy, MMC được phát hiện có thể vốn có khả năng chống chịu quá trình phân hủy hoặc đã được các khoáng vật như đất sét và lớp đất giàu sắt trên Sao Hỏa bảo vệ khỏi tác động của môi trường khắc nghiệt.

Phát hiện mới cũng mở rộng đáng kể phạm vi phân bố của các hợp chất hữu cơ trên Sao Hỏa. Trước đó, xe tự hành Curiosity của NASA từng phát hiện vật chất hữu cơ trong các lớp đá bùn tại miệng hố Gale. Khu vực Bright Angel nơi Perseverance thu thập mẫu nằm cách Gale hơn 3.200 km. Theo nhóm nghiên cứu, việc hai xe tự hành phát hiện vật chất hữu cơ tại hai địa điểm cách xa nhau cho thấy các hợp chất hữu cơ có thể từng phân bố rộng khắp trên Sao Hỏa cách đây hàng tỷ năm, thay vì chỉ xuất hiện cục bộ ở một số khu vực.

Tiến sĩ Murphy nhận định phát hiện này là tín hiệu tích cực đối với giả thuyết về khả năng tồn tại môi trường có thể hỗ trợ sự sống trên Sao Hỏa trong quá khứ. Tuy nhiên, các nhà khoa học đều nhấn mạnh rằng các thiết bị hiện có trên hai xe tự hành Curiosity và Perseverance không đủ khả năng xác định liệu carbon hữu cơ được phát hiện có nguồn gốc sinh học hay chỉ là sản phẩm của các quá trình địa chất.