Vào thứ ba ngày 16 tháng 12 năm 2014, các nhà khoa học của NASA tham dự Cuộc họp mùa thu của Liên minh địa vật lý Hoa Kỳ tại San Francisco đã công bố phát hiện các hợp chất hữu cơ trên sao Hỏa. Thông báo này đại diện cho việc phát hiện ra thành phần bị mất tích của người Viking cần thiết cho sự tồn tại - quá khứ hoặc hiện tại - của sự sống trên Sao Hỏa.
Thật vậy, yêu cầu đặc biệt đòi hỏi bằng chứng phi thường - khẳng định nổi tiếng của Tiến sĩ Carl Sagan. Các nhà khoa học, thành viên của Phòng thí nghiệm Khoa học Sao Hỏa - Curiosity Rover - sứ mệnh, đã làm việc trong khoảng thời gian 20 tháng để lấy mẫu và phân tích các mẫu khí quyển và bề mặt sao Hỏa để đưa ra kết luận. Thông báo bắt nguồn từ hai phát hiện riêng biệt về chất hữu cơ: 1) gai gấp mười lần ở mức độ Methane trong khí quyển và 2) khoan mẫu từ một tảng đá gọi là Cumberland bao gồm các hợp chất hữu cơ phức tạp.
Khí mê-tan, trong số các hợp chất hữu cơ đơn giản nhất, được phát hiện bằng cách sử dụng Phân tích mẫu tại thiết bị sao Hỏa (SAM). Đây là một trong hai dụng cụ phòng thí nghiệm nhỏ gọn được nhúng bên trong chiếc xe đua cỡ nhỏ, Curiosity. Rất nhanh sau khi hạ cánh trên Sao Hỏa, các nhà khoa học bắt đầu sử dụng SAM để định kỳ đo hàm lượng hóa học của bầu khí quyển sao Hỏa. Qua nhiều mẫu, mức độ Methane rất thấp, ~ 0,9 phần tỷ. Tuy nhiên, điều đó đột nhiên thay đổi và, như các nhà khoa học đã tuyên bố trong cuộc họp báo, đó là một khoảnh khắc của wow wow đã khiến họ ngạc nhiên. Tăng đột biến hàng ngày ở mức độ Methane trung bình 7 phần tỷ đã được phát hiện.
Việc phát hiện khí mê-tan tại Sao Hỏa đã được tuyên bố trong nhiều thập kỷ, nhưng gần đây, vào năm 2003 và 2004, các nhóm nghiên cứu độc lập sử dụng máy quang phổ nhạy cảm trên Trái đất đã phát hiện ra khí mê-tan trong bầu khí quyển của Sao Hỏa. Một nhóm do Vladimir Krasnopolsky thuộc Đại học Công giáo dẫn đầu, và một nhóm khác do Tiến sĩ Michael Mumma dẫn đầu từ Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, đã phát hiện ra mức độ Methane trong khu vực và thời gian cao tới 30 phần tỷ. Những thông báo đó đã gặp phải sự hoài nghi đáng kể từ cộng đồng khoa học. Và các phép đo khí quyển đầu tiên của Curiosity là âm tính. Tuy nhiên, không nhóm nào ủng hộ từ yêu sách của họ.
Việc phát hiện đột ngột các đột biến gấp mười lần về mức độ mêtan trong miệng núi lửa Gale không phù hợp với các phép đo từ xa trước đó từ Trái đất. Nồng độ theo mùa cao ở các khu vực không bao gồm Gale Crater và vẫn có thể các phép đo Curiosity có tính chất tương tự nhưng do một số quy trình ít hoạt động hơn so với các khu vực được xác định bởi nhóm của Tiến sĩ Mumma.
Các nhà khoa học NASA tại AGU do nhà khoa học dự án MSL, Tiến sĩ John Grotzinger, nhấn mạnh rằng họ chưa biết làm thế nào khí metan được tạo ra. Quá trình có thể là sinh học hoặc không. Có những quá trình hóa học phi sinh học có thể tạo ra khí mê-tan. Tuy nhiên, các phát hiện SAM của MSL là những đột biến hàng ngày và thể hiện một quá trình thực sự đang diễn ra trên hành tinh đỏ. Điều này một mình là một khía cạnh rất thú vị của việc phát hiện.
Nhóm nghiên cứu đã trình bày các slide để mô tả cách tạo ra khí mê-tan. Với mức độ mêtan thấp được biết đến ở mức ~ 1 phần tỷ, một nguồn vũ trụ bên ngoài, ví dụ như các thiên thạch siêu nhỏ xâm nhập vào khí quyển và giải phóng các chất hữu cơ sau đó bị giảm bởi ánh sáng mặt trời thành metan, có thể bị loại trừ. Nguồn mêtan phải có nguồn gốc địa phương.
Các nhà khoa học minh họa hai phương tiện sản xuất. Trong cả hai trường hợp, có một số hoạt động hàng ngày - hoặc ít nhất là định kỳ - đang giải phóng khí mêtan từ dưới lòng đất của Sao Hỏa. Nguồn có thể là sinh học được tích lũy trong đá dưới bề mặt sau đó đột nhiên được phát hành. Hoặc một hóa học phi sinh học, chẳng hạn như phản ứng giữa olivin khoáng và nước, có thể là máy phát điện.
Cơ chế lưu trữ dưới bề mặt của mêtan được đề xuất và minh họa được gọi là lưu trữ clathrate. Lưu trữ clathrate liên quan đến các hợp chất mạng có thể bẫy các phân tử như metan mà sau đó có thể được giải phóng bằng những thay đổi vật lý trong clathrate, chẳng hạn như sưởi ấm mặt trời hoặc ứng suất cơ học. Thông qua báo chí Q & A, các nhà khoa học của NASA tuyên bố rằng những clathrate như vậy có thể được bảo tồn trong hàng triệu và hàng tỷ năm dưới lòng đất.
Phát hiện thứ hai về chất hữu cơ liên quan đến các hợp chất phức tạp hơn trong vật liệu bề mặt. Cũng kể từ khi đến Sao Hỏa, Curiosity đã sử dụng một công cụ khoan để thăm dò nội thất của các tảng đá. Grotzinger nhấn mạnh làm thế nào vật chất ngay lập tức trên bề mặt Sao Hỏa đã trải qua tác động của bức xạ và hợp chất đất phổ biến perchlorate làm giảm và phá hủy các chất hữu cơ cả hiện tại và trong hàng triệu năm. Việc phát hiện không có chất hữu cơ trong vật liệu bề mặt lỏng lẻo và lộ ra đã không làm giảm các nhà khoa học NASA, hy vọng phát hiện ra chất hữu cơ trong đá của Sao Hỏa.
Khoan được thực hiện trên một số loại đá được chọn và cuối cùng nó là một loại đá bùn có tên Cumberland cho thấy sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn so với metan đơn giản. Các nhà khoa học đã nhấn mạnh rằng chính xác những gì các hợp chất hữu cơ này vẫn còn là một bí ẩn bởi vì sự hiện diện khó hiểu của perchlorate hóa học hoạt động có thể nhanh chóng phân hủy các chất hữu cơ thành các dạng đơn giản hơn.
Việc phát hiện các chất hữu cơ trong đá bùn Cumberland yêu cầu công cụ khoan và cả muỗng trên cánh tay robot đa diện để đưa mẫu vào phòng thí nghiệm SAM để phân tích. Để phát hiện khí mêtan, SAM có một van nạp để nhận các mẫu khí quyển.
Tiến sĩ Grotzinger đã mô tả cách Cumberland được chọn làm nguồn mẫu. Đá được gọi là đá bùn đã trải qua một quá trình gọi là digenesis - sự biến chất của trầm tích thành đá. Grotzinger nhấn mạnh rằng chất lỏng sẽ di chuyển qua đá như vậy trong quá trình tiêu hóa và perchlorate có thể phá hủy các chất hữu cơ trong quá trình này. Đó có thể là trường hợp của nhiều loại đá biến chất trên bề mặt sao Hỏa. Hội thảo của các nhà khoa học đã cho thấy một so sánh giữa các mẫu đá được đo bằng SAM. Hai đặc biệt - từ rock John John Klein và đá Cumberland - được so sánh. Cái trước cho thấy không có chất hữu cơ cũng như các loại đá khác được lấy mẫu; nhưng mẫu khoan Cumberland, từ nội thất của nó đã tiết lộ chất hữu cơ.
Các phân tích của công việc là khó khăn - trở lại với tuyên bố Sagan. Tầm quan trọng của việc khám phá các chất hữu cơ trên Sao Hỏa không thể được đánh giá thấp bởi hội đồng các nhà khoa học và Grotzinger gọi hai phát hiện này là di sản lâu dài của Mars Curiosity Rover. Hơn nữa, ông tuyên bố rằng các phương pháp khám phá và phân tích sẽ đi xa để hướng dẫn lựa chọn công cụ và việc sử dụng chúng trong nhiệm vụ rover Mars 2020.
Việc phát hiện ra các chất hữu cơ hoàn thành một bộ các thành phần cần thiết cho các cuộc sống trong quá khứ hoặc hiện tại trên Sao Hỏa: 1) nguồn năng lượng, 2) nước và 3) chất hữu cơ. Đây là những yêu cầu cơ bản cho sự tồn tại của cuộc sống như chúng ta biết. Việc tìm kiếm sự sống trên Sao Hỏa vẫn chỉ mới bắt đầu và những khám phá mới về chất hữu cơ vẫn chưa phải là một dấu hiệu rõ ràng cho thấy sự sống tồn tại hoặc hiện diện ngày nay. Tuy nhiên, Tiến sĩ Jim Green, giới thiệu hội đồng các nhà khoa học, và Tiến sĩ Grotzinger đều nhấn mạnh tầm quan trọng của những khám phá này và cách chúng gắn liền với các mục tiêu của chương trình Sao Hỏa của NASA - đặc biệt là bây giờ với việc nhấn mạnh việc đưa con người lên Sao Hỏa. Đối với người đi lang thang trên sao Hỏa Curiosity, cuộc hành trình lên sườn núi Sharp tiếp tục và bây giờ với sự tha thiết hơn và tiếp tục tìm kiếm những tảng đá tương tự như Cumberland.
Người giới thiệu:
