Kể từ tháng 2/2021, xe tự hành Perseverance của NASA đã thám hiểm một khu vực trên sao Hỏa được gọi là miệng hố Jezero, một hốc khổng lồ từng được cho là hồ nước cổ. Nơi này được xem là một trong những địa điểm hứa hẹn nhất để tìm bằng chứng về sự sống cổ đại trên Hành tinh Đỏ — và gần đây có một cập nhật trong quá trình tìm kiếm.

Vào thứ Tư (10/9), các nhà nghiên cứu đã công bố một cập nhật mô tả cách Perseverance phát hiện những khoáng chất đáng chú ý ở phía tây miệng hố Jezero, trong các tảng đá bùn giàu đất sét của một thung lũng có tên “Neretva Vallis.”

“Khi chúng ta nhìn thấy các đặc điểm như thế này trong trầm tích trên Trái Đất, những khoáng chất này thường là sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất khi vi sinh vật tiêu thụ vật chất hữu cơ,” Joel Hurowitz, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Stony Brook ở New York và là tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết tại một cuộc họp báo của NASA hôm thứ Tư.

Vậy phải chăng điều này có nghĩa là chúng ta đã tìm thấy bằng chứng về người ngoài hành tinh? Chưa hẳn. Các tác giả nhấn mạnh rằng cần phải phân tích thêm để xác định nguồn gốc thực sự của các khoáng chất này và xác định liệu chúng có thực sự là dấu hiệu của sự sống, hay còn gọi là “dấu sinh học” (biosignatures), hay là kết quả của các quá trình vô cơ khác.

“Tôi muốn nhắc mọi người rằng những gì chúng tôi mô tả ở đây là một dấu sinh học tiềm năng — một thành phần, phân tử, chất hoặc đặc điểm có thể có nguồn gốc sinh học nhưng cần thêm dữ liệu hoặc nghiên cứu trước khi đưa ra kết luận về sự tồn tại hay không tồn tại của sự sống,” Lindsay Hayes, nhà khoa học cao cấp phụ trách Khám phá sao Hỏa tại NASA, nói trong cuộc họp báo.

Dù sao đi nữa, các phát hiện này cho thấy các phản ứng phức tạp từng xảy ra trên sao Hỏa — dù có hữu cơ hay không — làm phong phú thêm những bí ẩn của hành tinh mà con người đã cố giải mã từ khi thiên văn học ra đời.

Cụ thể hơn, các mẫu mà Perseverance thu thập và có vẻ chứa những khoáng chất đáng chú ý này nằm trong “tầng Bright Angel” ở phía bắc Neretva Vallis. Trong tầng này, một tảng đá đặc biệt thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, được đặt tên là “Cheyava Falls.”

Không lâu trước đây, khi Cheyava Falls được giới thiệu lần đầu, nó đã gây chú ý toàn cầu bởi các nhà khoa học ngạc nhiên trước những đặc điểm chấm lốm đốm trên mẫu đá, trông giống “hạt anh túc” và “vết da báo.” Những đốm nhỏ bằng milimet này được bao quanh bởi các vòng màu đen, mà các nhà khoa học xác định chứa sắt và phosphate sau khi nghiên cứu bằng bộ công cụ của Perseverance. Cả hai chất này có thể hình thành từ các quá trình hóa học trên Trái Đất do vi sinh vật tạo ra.

“Những đốm này thật bất ngờ,” David Flannery, nhà sinh học vũ trụ và thành viên nhóm khoa học Perseverance từ Đại học Công nghệ Queensland, Australia, từng nhận xét. “Trên Trái Đất, những đặc điểm này trong đá thường liên quan đến hồ sơ hóa thạch của các vi sinh vật sống trong lớp đất đá dưới bề mặt.”

“Những gì chúng tôi thấy trong tảng đá này là các lớp đá bùn đỏ rỉ sét hạt mịn, bên trong có những đặc điểm phi thường này,” Hurowitz nói. “Các đặc điểm kết cấu này cho thấy đã xảy ra một số phản ứng hóa học thú vị khi các lớp đá này đang được lắng đọng.”

Bước tiếp theo tự nhiên là Perseverance kiểm tra kỹ hơn Cheyava Falls (và các mẫu liên quan đến Bright Angel). Vào ngày 21/7/2024, xe tự hành đã khoan vào Cheyava Falls và thu thập một mẫu, là mẫu thứ 25 Perseverance lấy được, đặt tên là Sapphire Canyon.

“Tôi xem mẫu Sapphire Canyon là đầy bí ẩn,” Morgan Cable, nhà nghiên cứu của Perseverance, từng nói trong một video về mẫu lõi mà NASA đăng tải ngày 10/4. “Chúng tôi thấy các dấu hiệu cho thấy hóa học đã xảy ra, có khả năng liên quan đến vật chất hữu cơ — nhưng điều đó có nghĩa gì? Liệu có sự sống đã tham gia, hay đó là các quá trình hoàn toàn không liên quan đến sự sống?”

Câu chuyện tạm dừng ở đó.

Giờ đây, nghiên cứu mới dường như bổ sung cho câu chuyện một phân tích rất chi tiết về nhóm Bright Angel. Quả thật, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng rằng mỏ đá này thực sự có thể là manh mối quan trọng trong cuộc tìm kiếm bằng chứng về sự sống ngoài Trái Đất.

Theo một thông cáo về kết quả nghiên cứu, nhóm nghiên cứu “đã xác định các nốt và chấm nhỏ giàu phosphate sắt và sulfide sắt. Những đặc điểm này liên quan đến carbon hữu cơ và dường như hình thành sau khi trầm tích lắng đọng, trong điều kiện nhiệt độ thấp.”

Điều then chốt dường như là kết quả cho thấy một số phản ứng “oxi-hóa-khử” có thể đã xảy ra để hình thành những khoáng chất này. Phản ứng oxi-hóa-khử là một phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển từ chất này sang chất khác; một chất bị oxi hóa và chất kia bị khử.

“Carbon hữu cơ này dường như đã tham gia vào các phản ứng oxi-hóa-khử sau khi trầm tích lắng đọng, tạo ra các khoáng chất phosphate sắt và sulfide sắt quan sát được,” các tác giả nghiên cứu viết.

“Phát hiện thú vị về các phosphate sắt và sulfide sắt bị khử liên quan đến các hợp chất hữu cơ trong các tảng bùn giàu đất sét của miệng hố Jezero gợi ý rằng vật chất hữu cơ có thể đã tham gia vào các phản ứng oxi-hóa-khử bất thường,” bài báo News and Views của Janice Bishop từ Viện SETI ở Mountain View, California và Mario Parente từ Đại học Massachusetts, Amherst, viết. Bài báo này được xuất bản cùng lúc với kết quả nghiên cứu.

“Trên Trái Đất, vi sinh vật thường tương tác với khoáng chất và đã được quan sát thấy biến đổi sulfate (chứa nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hóa) thành sulfide (chứa lưu huỳnh bị khử) trong các hồ lạnh, không có oxy ở Nam Cực,” bài News and Views tiếp tục. “Hiện không có bằng chứng về vi sinh vật trên sao Hỏa, nhưng nếu chúng từng tồn tại trên sao Hỏa cổ đại, chúng cũng có thể đã khử khoáng sulfate để hình thành sulfide trong hồ tại miệng hố Jezero.”

Một số kết quả khác được trình bày trong bài báo củng cố thêm khả năng tồn tại dấu sinh học trong tầng Bright Angel trên sao Hỏa. Ví dụ, các phát hiện mới gợi ý rằng những chấm màu xanh lục trong lớp đất sét bùn tại mỏ đá có thể chứa khoáng vật vivianite, mà theo các tác giả News and Views, có thể làm sáng tỏ một số loại phản ứng oxi hóa khử có thể đã xảy ra trên sao Hỏa.

Tuy nhiên, vẫn còn một “vấn đề lớn” chưa giải quyết: để xác nhận liệu bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa có nằm trong các ống mẫu mà Perseverance thu thập hay không, các ống mẫu này cần phải được đưa về Trái Đất. Thật không may, tính đến hiện tại, chương trình Chuyển Mẫu sao Hỏa của NASA vẫn đang tạm dừng do hạn chế ngân sách, thay đổi ưu tiên kể từ khi Trump nhậm chức, và bản thiết kế nhiệm vụ cực kỳ phức tạp.

Các nhà khoa học vẫn nhấn mạnh rằng có nhiều giới hạn phải vượt qua trong việc phân tích các mẫu đá nhỏ khi mà chúng ở cách xa chúng ta tới 225 triệu km trong vũ trụ.

“Chúng tôi gần như đã đạt đến giới hạn của những gì xe tự hành có thể làm trên bề mặt,” Katie Stack Morgan, Nhà khoa học Dự án Perseverance tại Phòng Thí nghiệm Động cơ Phản lực NASA ở Nam California, cho biết trong cuộc họp báo. “Thiết bị của rover Perseverance được chọn với mục tiêu thu thập mẫu sao Hỏa; ý tưởng là thiết bị của chúng tôi giúp xác định dấu sinh học tiềm năng và phần còn lại của câu chuyện sẽ được các thiết bị trên Trái Đất kể tiếp.”

“Phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm sau khi được đưa về Trái Đất cũng có thể làm sáng tỏ khả năng đã xảy ra hóa học tiền sinh học — và thậm chí là sinh học — trên các hành tinh ngoài Trái Đất,” các tác giả News and Views viết.

Cận cảnh tảng đá Cheyava Falls, cho thấy địa chất kỳ lạ của nó, với các chấm kiểu hạt anh túc và các chấm kiểu da báo. Ảnh: J.A. Hurowitz

Xe tự hành Perseverance của NASA trên sao Hỏa. Ảnh: NASA/JPL