Đất sét trên sao Hỏa: Manh mối về sự sống cổ xưa

Những tầng trầm tích này, được hình thành cách đây khoảng 3,7 tỉ năm, không chỉ ghi lại lịch sử địa chất của hành tinh đỏ, mà còn gợi mở khả năng từng tồn tại sự sống trong điều kiện ấm áp, ẩm ướt và ổn định.

Đất sét không thể hình thành nếu thiếu nước lỏng. Trên Trái đất, chúng được tạo ra khi nước, khí hậu và thời gian cùng nhau phân hủy đá mẹ thành các khoáng chất phức tạp hơn. Với sao Hỏa, sự tồn tại của những lớp đất sét dày hàng trăm feet, được tìm thấy ở nhiều vị trí khác nhau, là bằng chứng gián tiếp rằng hành tinh này từng có điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự sống.

"Trên Trái đất, chúng ta thấy những chuỗi khoáng sét dày nhất ở nơi có độ ẩm cao và ít bị xói mòn vật lý, những môi trường tương đối yên tĩnh", Giáo sư Tim Goudge, đồng tác giả nghiên cứu từ Trường Khoa học trái đất và hành tinh, Đại học Texas (Mỹ) cho biết.

Điều đó cũng đúng trên sao Hỏa. Các lớp đất sét không nằm gần các dòng sông hay thung lũng có dòng chảy mạnh, nơi dễ gây xói mòn mà thường tập trung quanh các hồ cổ đại. Đây chính là khu vực lý tưởng để quá trình phong hóa hóa học diễn ra, trong khi xói mòn vật lý được giảm thiểu.

Đồng tác giả Rhianna Moore, người thực hiện nghiên cứu tại Đại học Texas, nói rằng đặc điểm địa hình ổn định là điều kiện lý tưởng để bảo tồn môi trường sống tiềm năng. "Nếu bạn có một môi trường địa chất ít thay đổi trong thời gian dài, bạn sẽ giữ được những điều kiện phù hợp cho sự sống”, bà Moore nhận định.

Các phát hiện của nhóm nghiên cứu được công bố ngày 16.6 trên tạp chí Nature Astronomy, sau khi họ phân tích dữ liệu và hình ảnh từ tàu thăm dò sao Hỏa của NASA, tàu vũ trụ hoạt động lâu đời thứ 2 quanh hành tinh đỏ.

Họ đã khảo sát 150 địa điểm có mỏ đất sét, nghiên cứu hình thái, vị trí và mối liên hệ của chúng với các đặc điểm khác như lòng hồ hay dòng chảy cổ đại. Kết quả cho thấy phần lớn đất sét nằm gần hồ cổ chứ không gần những con sông xưa, một yếu tố then chốt cho thấy quá trình hình thành không bị ảnh hưởng bởi xói mòn mạnh.

Trên Trái đất, phong hóa hóa học đóng vai trò lớn trong việc điều chỉnh khí hậu. Khi đá phản ứng với nước và CO₂, các khoáng vật như cacbonat (đá vôi) được hình thành, giúp loại bỏ CO₂ khỏi khí quyển và ổn định nhiệt độ hành tinh. Tuy nhiên, điều này lại không xảy ra trên sao Hỏa.

Với sao Hỏa, hoạt động kiến tạo mảng, yếu tố giúp Trái đất lộ ra lớp đá mới, không tồn tại. Điều đó khiến việc hình thành đá vôi rất hạn chế. Hơn nữa, trong khí quyển sao Hỏa, dù từng có thời điểm giàu CO₂ do núi lửa phun trào, việc thiếu khoáng chất cacbonat khiến CO₂ không được "khóa" lại như ở Trái đất. Thay vào đó, CO₂ có thể đã tồn tại trong khí quyển lâu hơn, góp phần tạo nên một thời kỳ ấm hơn, ẩm ướt hơn, đủ để hình thành các tầng đất sét mà ta phát hiện hôm nay.

Không chỉ là bằng chứng về nước và khí hậu quá khứ, đất sét còn có thể đóng vai trò là “két sắt sinh học”. Bà Moore cho biết đất sét có thể hấp thụ nước và giữ lại các cation, những sản phẩm phụ của phản ứng hóa học, ngăn chúng lan rộng và tạo thành cacbonat. Điều này có thể là một phần lý do giải thích vì sao sao Hỏa thiếu đá vôi đến vậy.

“Đất sét có lẽ là một trong nhiều yếu tố khiến chúng ta không thấy các lớp cacbonat lớn trên sao Hỏa như kỳ vọng”, bà Moore chia sẻ.

Mặc dù nghiên cứu này không trực tiếp xác nhận rằng sự sống từng tồn tại trên sao Hỏa, nó cung cấp một nền tảng khoa học vững chắc cho những nỗ lực tìm kiếm dấu vết sinh học. Các khu vực giàu đất sét, hình thành trong điều kiện yên tĩnh và ổn định, là những ứng viên hàng đầu cho các sứ mệnh thăm dò tiếp theo.

Đất sét không chỉ bảo tồn thông tin khoáng vật học, mà còn có thể giữ lại các phân tử hữu cơ, nếu chúng từng hiện diện trên hành tinh này. Đó là lý do vì sao NASA và các cơ quan vũ trụ khác đang ưu tiên thám hiểm những khu vực giàu đất sét khi lên kế hoạch đưa robot, và trong tương lai là con người, đến sao Hỏa.