Trong nhiều năm qua, Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã theo hướng tìm nước trên sao Hỏa để tìm dấu vết sự sống. Nay các nhà khoa học có thêm hướng khác để tìm dấu vết sự sống trên Hành tinh Đỏ, đó là tìm nguồn gốc của khí methane (CH4).

Trong một báo cáo nghiên cứu công bố ngày 15-1-2009 trên mạng tạp chí Science, tại một số vùng trên sao Hỏa đã phát hiện methane, có thể do các vi sinh vật ở sâu bên dưới bề mặt sao Hỏa sinh ra.

Methane từ đâu ra?

Tuy việc phát hiện methane trên Hành tinh Đỏ chưa phải là bằng chứng chắc chắn về sự sống nhưng báo cáo trên đã đem lại cách định hướng mới trong việc thám hiểm sao Hỏa. Các nhà khoa học từ nay có mục tiêu mới để tìm dấu vết sự sống trên sao Hỏa.

Đó là tìm nguồn gốc methane. Khí này chiếm tỷ lệ nhỏ trong khí quyển trái đất và còn chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nữa trong khí quyển sao Hỏa, nơi có 95% là khí carbonic (CO2).

Do đó, việc phát hiện methane trên Hành tinh Đỏ là một sự kiện hiếm hoi. Thực tế, đến năm 2003, người ta mới khẳng định có methane trên sao Hỏa nhờ tàu thăm dò Mars Express của Cơ quan Không gian châu Âu (ESA).

Vùng Nili Fossae trên sao Hỏa, được cho là nơi thích hợp nhất để khảo sát methane, tìm dấu vết sự sống

Nghiên cứu được thực hiện với 3 kính viễn vọng đặt trên trái đất, có thể quan sát 90% bề mặt sao Hỏa trong hơn 3 năm (tức 7 năm trên trái đất) đã phát hiện lượng methane trên sao Hỏa mở rộng theo mùa và dường như tỏa ra từ các địa điểm cụ thể.

Đó là từ các khu vực có tên Arabia Terra, Nili Fossae và Syrtis Major. Nghiên cứu trên được NASA và Quỹ Khoa học quốc gia Mỹ (NSF) hỗ trợ.

Các khối methane bắt đầu xuất hiện vào mùa xuân ở bán cầu Bắc sao Hỏa, tăng dần và đạt mức cao nhất vào cuối mùa hè. Tại một địa điểm trong quá trình nghiên cứu, khối methane đạt khoảng 19.000 tấn.

Tác giả nghiên cứu, Michael Mumma – Trung tâm Chuyến bay không gian có người Goddard của NASA, trụ sở ở Greenbelt, bang Maryland – cho biết, chưa xác định được nguồn gốc methane trên sao Hỏa, dù các nhà khoa học có một số giả thuyết.

Theo Mumma và nhóm của ông, việc phóng thích methane có thể liên hệ với việc tăng nhiệt trong mùa hè ở bán cầu Bắc sao Hỏa. Việc tăng nhiệt làm băng tan thường hàn kín những chỗ sâu trong các nơi như vách đứng hoặc thành miệng núi lửa.

Trong trường hợp này, methane có thể đến từ dưới sâu. Ngoài ra, khí methane cũng có thể được phóng thích do quá trình địa hóa học ở gần bề mặt hơn, trong khoảng 1m nhưng theo Mumma, hiện chưa thể tìm ra được sự khác biệt đó.

Trên trái đất, một trong những quá trình địa chất chính phóng thích methane là núi lửa nhưng theo Mumma, dường như ở sao Hỏa không như thế vì họ không phát hiện nhiều loại khí khác vốn thoát ra nhiều hơn methane ở các núi lửa. Một khả năng khác là quá trình “serpentization” – biến oxide sắt thành khoáng chất serpentine.

Khả năng ấn tượng nhất có thể là methane đến từ các vi sinh vật trên bề mặt sao Hỏa. Trên trái đất, có nhiều họ vi sinh vật phát triển mạnh trong các mỏ vàng ở độ sâu hàng kí lô mét dưới vùng lòng chảo Witwatersrand (Nam Phi).

Các vi khuẩn dùng hydrogen như một nguồn năng lượng, biến khí carbonic thành methane. Do không cần quang hợp, quá trình này có thể diễn ra sâu dưới bề mặt sao Hỏa, nơi nước chuyển từ dạng băng thành dạng lỏng.

Định hướng nghiên cứu mới

Xa bên ngoài các dải khí, methane tập trung rất thấp, chứng tỏ chúng không lan tỏa được xa lắm hoặc không tồn tại lâu trong khí quyển. Việc tồn tại không lâu có thể giải thích bởi sự phân hủy methane khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời (hiện tượng quang phân).

Sự oxide hóa cũng có thể phân hủy methane... Nhóm Mumma đang có kế hoạch quan sát sao Hỏa kỹ hơn từ các kính viễn vọng trên trái đất để tìm thêm các dải methane, cũng như xác định những dải methtane được quan sát trước đó có xuất hiện trở lại vào mùa hè.

Mumma nói: “Vấn đề là tìm hiểu xem việc methane xuất hiện là một hiện tượng bất chợt hay thường niên. Tuy nhiên, quan sát từ trái đất chỉ có thể cho biết methane nhiều hay ít, cuối cùng phải kiểm tra thực tế”. Năm 2011, tàu Mars Science Laboratory, có khả năng phát hiện methane, sẽ khởi hành đến sao Hỏa.

Methane là thành phần hữu cơ đầu tiên được phát hiện trên sao Hỏa, và có thể liên quan sự sống. Với sự phát hiện methane trong khí quyển sao Hỏa, các nhà sinh vật học vũ trụ đang theo hướng nghiên cứu mới là tìm cách xem methane này có phải phát sinh từ những hoạt động của vi sinh vật hay không.

Các nhà nghiên cứu đang phát triển thiết bị dò tìm mới, có thể tìm nguồn gốc của methane trên sao Hỏa nhờ khối lượng của nó. Trên trái đất, phần lớn methane đều sinh ra từ quá trình sinh học, theo Tullis Onstott, Đại học Princeton.

Vi khuẩn methanogen sinh ra methane như một phần của cơ chế trao đổi  chất. Onstott và đồng nghiệp đang phát triển một thiết bị quang học mới, dùng cho các sứ mệnh thám hiểm sao Hỏa trong tương lai để làm sáng tỏ bí ẩn nguồn gốc methane.

Theo ông, dù có thể có vi khuẩn tương tự sinh sống trong đất sao Hỏa, methane trên sao Hỏa có thể sinh ra từ quá trình địa hóa học, không cần có sự sống. Do các “đám mây” methane chỉ tồn tại một năm trước khi phân tán, các nguồn methane rõ ràng phải ở trong khu vực và không thay đổi.

“Để methane có trên sao Hỏa, quá trình tạo ra nó phải lặp đi lặp lại”, Onstott nói.

Methane trên sao Hỏa được phát hiện lần đầu vào năm 2003 nhờ các kính viễn vọng mạnh đặt trên trái đất, sau đó được xác nhận bởi tàu thăm dò Mars Express của ESA. Với hàm lượng rất nhỏ (10 phần tỷ so với 1.800 phần tỷ trên trái đất), methane tập trung ở các khu vực quanh đường xích đạo sao Hỏa.

THIỆN NGUYỄN (theo SPACE.com, Discovery)
(SGGP-12G)