Robot tự hành Perseverance của NASA vừa phát hiện bằng chứng mới cho thấy hồ miệng núi lửa Jezero trên Sao Hỏa từng trải qua nhiều đợt nước chảy, mỗi đợt tạo ra điều kiện có thể hỗ trợ sự sống.

Sử dụng thuật toán phân tích khoáng chất tiên tiến MIST, các nhà khoa học đã xác định 24 loại khoáng chất riêng biệt, cho thấy bề mặt Sao Hỏa từng chuyển từ môi trường axit, khắc nghiệt sang trung tính, rồi kiềm, tương tự như nguồn nước hỗ trợ sự sống trên Trái Đất. Những chuyển đổi này cho thấy Sao Hỏa không chỉ có nước một lần mà đã trải qua nhiều giai đoạn ẩm ướt, ngày càng thân thiện với sự sống.

Khám phá câu chuyện về nước ẩn trên Sao Hỏa

Nghiên cứu dữ liệu hóa địa chất độ phân giải cao từ xe tự hành Perseverance, các nhà nghiên cứu đã xác định hơn hai chục loại khoáng chất—thành phần cơ bản của đá—giúp kể câu chuyện về cách các đá núi lửa trên Sao Hỏa bị biến đổi khi tiếp xúc với nước lỏng. Kết quả được công bố trên Journal of Geophysical Research: Planets cung cấp cái nhìn mới về môi trường cổ đại của Sao Hỏa và hướng dẫn Perseverance trong việc tìm kiếm dấu hiệu sự sống.

Công trình do nghiên cứu sinh tại Đại học Rice, Eleanor Moreland, dẫn đầu, sử dụng công cụ MIST (Mineral Identification by Stoichiometry) để phân tích dữ liệu từ thiết bị phân tích khoáng chất bằng tia X trên hành tinh PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry). PIXL bắn tia X vào đá Sao Hỏa để tìm hiểu thành phần hóa học, cung cấp một trong những phép đo hóa địa chất chi tiết nhất trên một hành tinh khác.

Nhiều đợt nước chảy trên Sao Hỏa

“Các khoáng chất tìm thấy ở Jezero qua MIST chứng minh nhiều đợt biến đổi do chất lỏng,” Moreland nói. “Điều này cho thấy đã có nhiều lần trong lịch sử Sao Hỏa, các đá núi lửa này tương tác với nước lỏng, và nhiều lần địa điểm này có môi trường tiềm năng phù hợp cho sự sống.”

Khoáng chất hình thành dưới nhiệt độ, độ pH và thành phần hóa học cụ thể, vì vậy chúng là chỉ số quan trọng về môi trường cổ đại. Ở Jezero, 24 loại khoáng chất cho thấy đá núi lửa đã tương tác với nước nhiều lần, tạo ra muối và đất sét khác nhau tùy theo hóa chất của chất lỏng, hé lộ ba giai đoạn hoạt động liên quan đến nước, mỗi giai đoạn có ảnh hưởng khác nhau đến khả năng sinh sống.

Giai đoạn đầu liên quan đến dung dịch axit, nhiệt độ cao, chỉ ảnh hưởng đá ở đáy hố Jezero. Các khoáng chất như greenalite, hisingerite và ferroaluminoceladonite thuộc nhóm cổ nhất trong nghiên cứu. Nước giai đoạn này rất khó cho sự sống, vì nhiệt độ cao và pH thấp có thể phá hủy phân tử sinh học.

“Những điều kiện nóng và axit này là thách thức lớn cho sự sống,” Kirsten Siebach, đồng tác giả, nói. “Nhưng trên Trái Đất, sự sống vẫn tồn tại trong môi trường cực đoan như các hồ nước axit ở Yellowstone, nên không loại trừ khả năng có sự sống.”

Giai đoạn tiếp theo diễn ra trong môi trường trung tính hơn, có thể hỗ trợ sự sống. Các khoáng chất như minnesotaite và clinoptilolite hình thành ở nhiệt độ thấp hơn và pH trung tính. Minnesotaite xuất hiện cả ở đáy hồ và vùng phía trên, trong khi clinoptilolite chỉ xuất hiện ở đáy hồ.

Giai đoạn cuối liên quan đến dung dịch kiềm, nhiệt độ thấp hơn, rất thuận lợi cho sự sống. Khoáng chất sepiolite, cũng có trên Trái Đất, xuất hiện ở tất cả các khu vực Perseverance khám phá. Sự phổ biến rộng rãi này chỉ ra một đợt nước lỏng lớn, lấp đầy trầm tích Jezero và tạo điều kiện sinh sống cao.

Điều kiện thay đổi hướng tới khả năng sinh sống

“Các khoáng chất này cho thấy Jezero trải qua chuyển đổi từ môi trường khắc nghiệt, nóng và axit sang trung tính và kiềm theo thời gian—tạo điều kiện ngày càng thuận lợi cho sự sống,” Moreland nói.

Do mẫu đất đá Sao Hỏa không được quét chính xác như mẫu trên Trái Đất, nhóm nghiên cứu phát triển mô hình phân tích sai số để củng cố kết quả. MIST lặp lại kiểm tra khoáng chất nhiều lần, tương tự cách các nhà khí tượng dự báo bão bằng nhiều mô hình.

Kết quả xác nhận Jezero, từng là hồ cổ đại, trải qua chuỗi biến đổi do nước. Mỗi khoáng chất mới giúp các nhà khoa học tiến gần hơn đến việc xác định Sao Hỏa từng có sự sống hay không, đồng thời tối ưu chiến lược lấy mẫu cho các sứ mệnh tiếp theo.

Bài công bố này tổng hợp tất cả khoáng chất được xác định bằng MIST trong ba năm đầu nhiệm vụ Perseverance, cung cấp bối cảnh quan trọng cho việc giải thích bất kỳ dấu hiệu sinh học tiềm năng nào được tìm thấy tại các mẫu đá Sao Hỏa.

Perseverance phát hiện khoáng chất ở Jezero Crater cho thấy nước trên Sao Hỏa thay đổi theo thời gian, từ khắc nghiệt và axit sang ôn hòa và thuận lợi cho sự sống. Ảnh: NASA

Hình minh họa Perseverance sử dụng PIXL để tìm dấu hiệu sự sống cổ đại trong đá. Ảnh: NASA