NASA phát hiện hợp chất hữu cơ phức tạp trên Sao Hỏa: Dấu hiệu sự sống cổ đại hay chỉ là phản ứng hóa học?

Tàu thăm dò Perseverance của NASA đã phát hiện carbon đại phân tử (chuỗi carbon lớn, phức tạp) và hàng trăm hợp chất hữu cơ riêng lẻ trong đá bùn tại miệng núi lửa Jezero, bao gồm các phân tử thơm như hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs) được bảo tồn trong các sunfat . Phát hiện nổi bật nhất đến từ mỏm đá Bright Angel, cụ thể là tảng đá mang tên "Cheyava Falls" — một loại đá bùn được lấy mẫu dọc theo lòng sông cổ Neretva Vallis . Một mẫu khoan từ tảng đá đó, gọi là "Sapphire Canyon," là mẫu Sao Hỏa đầu tiên được phân loại là chứa dấu hiệu sinh học tiềm năng . Phổ Raman của thiết bị SHERLOC cũng phát hiện tín hiệu carbon hữu cơ liên kết với dải G (khoảng 1.600 cm⁻¹) tại các mục tiêu bao gồm Walhalla Glades và Cheyava Falls trong khu vực Bright Angel .

Vị trí cụ thể phát hiện ra chúng?

• Hệ tầng Bright Angel – một dải đá trầm tích lộ thiên trong miệng núi lửa Jezero .
• Tảng đá Cheyava Falls – một loại đá bùn màu đỏ nằm một phần trong lòng sông cổ của kênh Neretva Vallis .
• Mẫu vật Sapphire Canyon, được Perseverance khoan từ tảng đá này để chuẩn bị cho sứ mệnh mang về Trái Đất trong tương lai .
• Các phát hiện trước đó tại Wildcat Ridge (năm 2023) và đáy miệng núi lửa và đỉnh quạt cũng cho thấy sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ trong đá bùn .

Nguồn gốc sinh học hay phi sinh học?

Các nhà nghiên cứu vẫn giữ thái độ thận trọng. Các tảng đá bùn chứa carbon hữu cơ này cũng có những nốt nhỏ dưới milimet và các vết phản ứng "đốm báo" cỡ milimet giàu sắt và phốt pho — những đặc điểm mà trên Trái Đất thường được hình thành bởi hoạt động của vi sinh vật . Tuy nhiên, NASA và các tác giả của bài báo trên tạp chí Nature tuyên bố rõ ràng rằng tất cả những quan sát này cũng có thể được giải thích bằng các quá trình hóa học phi sinh học, chẳng hạn như tương tác giữa nước và đá, hoạt động thủy nhiệt, hoặc sự phân hủy carbon từ thiên thạch . Các nhà nghiên cứu chính gọi Cheyava Falls là tảng đá "khó hiểu nhất, phức tạp nhất và có khả năng quan trọng nhất từ trước đến nay" nhưng không khẳng định nguồn gốc sinh học . Một nguồn gốc phi sinh học thông qua các phản ứng khoáng vật do oxy hóa khử trong nước ngầm cổ đại được coi là một giả thuyết thay thế mạnh mẽ .

Tại sao cần phân tích trong phòng thí nghiệm trên Trái Đất để có câu trả lời chính xác?

• Giới hạn độ phân giải của thiết bị: Thiết bị SHERLOC trên tàu Perseverance có thể phát hiện sự hiện diện và lập bản đồ không gian của các hợp chất hữu cơ, nhưng không thể xác định cấu trúc phân tử đầy đủ, thành phần đồng vị hoặc tính chất quang học của chúng — những bằng chứng then chốt cho nguồn gốc sinh học .
• Nguy cơ nhiễm bẩn: Các robot thăm dò không thể khử trùng mọi bề mặt chúng chạm vào; việc xác nhận chính xác đòi hỏi phải xử lý mẫu tinh khiết trong phòng sạch .
• Khối lượng và độ phức tạp của phân tích: Các thiết bị cần thiết để phát hiện dấu hiệu sinh học chính xác (ví dụ: khối phổ độ phân giải cao, sắc ký khí-khối phổ, phân tích tỷ lệ đồng vị ổn định và kính hiển vi) quá lớn và phức tạp để gửi lên Sao Hỏa .
• Quan điểm của chính NASA: Cơ quan này tuyên bố rằng "câu trả lời chính xác về việc liệu sự sống cổ đại có tồn tại trên Sao Hỏa hay không sẽ phải chờ đến khi các mẫu thu thập được mang về Trái Đất, nơi chúng có thể được phân tích bằng các thiết bị phòng thí nghiệm mạnh mẽ nhất hiện có" .

Chiến dịch lưu trữ mẫu là mục tiêu chính của sứ mệnh: khi sứ mệnh Mars Sample Return đưa các ống chứa này về Trái Đất — có thể vào đầu những năm 2030 — các nhà khoa học sẽ có những công cụ cần thiết để kiểm tra xem các hợp chất hữu cơ này thực sự có nguồn gốc sinh học hay chỉ là hóa học phi sinh học trên Sao Hỏa .