Vết khử trong đá Scotland giúp NASA đọc dấu hiệu sự sống trên Sao Hỏa

Trên những vách sa thạch đỏ thuộc hệ tầng Stoer ở Scotland, các mảng xám xanh nhỏ đang giúp NASA trả lời một câu hỏi lớn: dấu vết nào trong đá Sao Hỏa thực sự có thể liên quan đến sự sống cổ đại? Những mảng màu này được gọi là vết khử, hình thành do phản ứng hóa học và đôi khi gắn với hoạt động của vi sinh vật. Tuy nhiên, chúng cũng có thể xuất hiện theo những con đường khác. Vì vậy, đá Scotland không phải bản sao của Sao Hỏa hay bằng chứng thay thế cho mẫu vật ngoài hành tinh. Giá trị của chúng nằm ở vai trò một “phòng thí nghiệm” tự nhiên, nơi các nhà khoa học có thể khảo sát dấu hiệu tương tự trong bối cảnh địa chất dễ tiếp cận hơn. [1]

Vì sao hệ tầng Stoer phù hợp để so sánh?

Đá và vách biển của hệ tầng Stoer hình thành khoảng 1,2 tỷ năm trước, trong những môi trường có nét tương đồng với các hồ và sông cổ trên Sao Hỏa. Chúng còn lưu giữ bằng chứng về đời sống vi sinh vật từ thời trước khi thực vật xuất hiện trên đất liền. Sự kết hợp giữa tuổi đá, môi trường hình thành và dấu tích sinh học khiến nơi đây trở thành một đối tượng so sánh hữu ích khi NASA diễn giải dữ liệu từ Jezero Crater. [1]

Điểm quan trọng của phép so sánh không phải là hai nơi từng giống nhau hoàn toàn. Một địa điểm tương tự hành tinh chỉ cung cấp những điều kiện chung để thử cách quan sát và đặt câu hỏi. Nếu một kiểu dấu vết xuất hiện trong cả hai môi trường, nhà nghiên cứu có thể xem xét những đặc điểm đi kèm nó: loại đá chứa dấu vết, sự phân bố màu sắc, thành phần khoáng vật và bối cảnh của các lớp đá. Chính các mối liên hệ ấy mới giúp thu hẹp cách giải thích. [1]

Vết khử thực sự cho biết điều gì?

Ở Stoer, vết khử hiện ra dưới dạng những vùng xám xanh tương phản với nền sa thạch đỏ. NASA mô tả chúng là dấu hiệu của một phản ứng hóa học có khả năng liên quan đến sự tương tác giữa vi sinh vật cổ và đá. Từ “có khả năng” rất quan trọng: cùng một biểu hiện nhìn thấy được có thể bắt nguồn từ nhiều quá trình, trong đó không phải quá trình nào cũng cần sự sống. Màu sắc vì thế là điểm bắt đầu để điều tra, không phải câu trả lời cuối cùng. [1]

Có thể hình dung một vết màu như kết quả còn sót lại sau khi đá đã trải qua biến đổi. Quan sát màu cho biết một điều gì đó đã xảy ra, nhưng chưa tự nó xác định tác nhân. Muốn phân biệt các khả năng, cần tìm xem biến đổi hóa học có đi cùng những khoáng vật, cấu trúc hoặc dấu vết khác phù hợp hay không. Cách suy luận này cũng giải thích vì sao thuật ngữ “dấu hiệu sinh học tiềm năng” thận trọng hơn nhiều so với khẳng định đã tìm thấy sinh vật.

Jezero Crater đã đặt ra câu hỏi nào?

Chuyến khảo sát Scotland được thúc đẩy bởi các câu hỏi nảy sinh sau khi xe tự hành Perseverance phát hiện vết khử tại Jezero Crater. Đây là những dấu hiệu của phản ứng hóa học có thể hướng tới hoạt động vi sinh vật cổ, nhưng khả năng đó phải được đặt cạnh những cách hình thành không do sinh vật. Sao Hỏa hiện khô hạn, song cảnh quan của hành tinh vẫn mang dấu tích một lịch sử có nước chảy. Cả Sao Hỏa và Trái Đất đều có những khu vực gồm các lớp đá bùn, đá bột kết và khoáng vật sét. [1]

Sự tương đồng này giúp đặt câu hỏi đúng hơn thay vì đưa ra kết luận nhanh hơn. Chẳng hạn, nếu một vết khử chỉ được xem riêng lẻ, màu sắc có thể khiến nó trông rất đáng chú ý. Khi đặt nó vào toàn bộ lớp đá, nhà nghiên cứu còn phải hỏi dấu vết nằm ở đâu, có lặp lại theo một kiểu nhất định không và môi trường xung quanh cho phép những cách giải thích nào. Scotland cung cấp nơi để rèn luyện chuỗi suy luận ấy trước khi áp dụng cho dữ liệu hạn chế từ một hành tinh khác. [1]

Các nhà khoa học khảo sát đá như thế nào?

Nhóm Thiết bị Thực địa Goddard của NASA đã khảo sát bờ biển và vách đá quanh Clachtoll, mang theo các thiết bị cầm tay để kiểm tra thành phần khoáng vật và hóa học ngay tại chỗ. Họ tìm vết khử, quan sát môi trường bao quanh rồi chọn mẫu đem về phân tích. Việc tiếp cận còn phụ thuộc thủy triều và độ khô của sườn đá. Những chi tiết thực địa này có ý nghĩa vì một mẫu bị tách khỏi vị trí ban đầu sẽ mất đi phần bối cảnh cần thiết để hiểu nó hình thành ra sao. [1]

Có thể xem quá trình ấy như việc đọc một câu thay vì chỉ nhìn một từ. Mẫu đá là “từ” được đưa vào phòng thí nghiệm, còn lớp đá, vị trí và các vật liệu lân cận tạo thành “câu”. Thiết bị cầm tay giúp sàng lọc và lựa chọn tại hiện trường; các công cụ không thể mang lên vách đá sẽ đảm nhiệm phân tích sâu hơn sau đó. Hai giai đoạn bổ sung cho nhau: khảo sát giữ lại bối cảnh, còn phòng thí nghiệm kiểm tra những khác biệt quá nhỏ hoặc phức tạp để nhận biết tại chỗ. [1]

Vì sao xác định sự sống ngoài hành tinh khó đến vậy?

Khó khăn cốt lõi là một dấu hiệu hấp dẫn chưa chắc có một nguyên nhân duy nhất. Vết khử có thể phù hợp với hoạt động vi sinh vật, đồng thời vẫn để ngỏ những con đường hình thành khác. Bởi vậy, mục tiêu của nghiên cứu tại Stoer không phải chứng minh rằng các vết ở Jezero do sinh vật tạo ra. Nhóm liên ngành sẽ phân tích sâu hơn các dấu vết hóa học và khoáng vật trong mẫu Scotland, qua đó cải thiện cách hiểu dữ liệu Sao Hỏa và hỗ trợ lập kế hoạch cho những khảo sát tiếp theo của xe tự hành. [1]

Công việc này còn chuẩn bị cho khả năng phân tích mẫu Sao Hỏa trong tương lai. Khi đã biết một dấu hiệu trên Trái Đất biến đổi ra sao, thường đi cùng những đặc điểm nào và có thể gây nhầm lẫn ở đâu, giới nghiên cứu sẽ có bộ câu hỏi chặt chẽ hơn dành cho mẫu ngoài hành tinh. Bài học đáng nhớ từ các mảng xám xanh không phải là màu sắc đã tiết lộ sự sống, mà là việc tìm sự sống cổ đòi hỏi nhiều dấu vết cùng hội tụ trong một bối cảnh địa chất có thể giải thích được. [1]