Trong nhiều thế hệ, nhiều người đã mơ về ngày mà có thể đặt chân lên Sao Hỏa - aka. Hành tinh Trái đất Lốc đôi hành tinh. Và trong vài năm qua, nhiều quỹ đạo, tàu đổ bộ và máy bay đã tiết lộ bằng chứng về nước trong quá khứ trên sao Hỏa, chưa kể đến khả năng nước vẫn tồn tại dưới lòng đất. Những phát hiện này đã thúc đẩy mong muốn gửi các sứ mệnh phi hành đoàn lên Sao Hỏa, chưa kể các đề xuất thành lập thuộc địa ở đó.
Tuy nhiên, sự nhiệt tình này có vẻ hơi sai lầm khi bạn xem xét tất cả những thách thức mà môi trường sao Hỏa đưa ra. Ngoài việc nó rất lạnh và chịu nhiều bức xạ, bề mặt Sao Hỏa ngày nay cũng cực kỳ khô. Theo một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu từ Trung tâm nghiên cứu NASA Am Ames dẫn đầu, đất sao Hỏa khô hơn khoảng 1000 lần so với một số khu vực khô nhất trên Trái đất.
Nghiên cứu có tiêu đề Hạn chế về hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật trong đất bề mặt Atacama được suy ra từ vật liệu sinh học chịu lửa: Ý nghĩa đối với khả năng sống của sao Hỏa và phát hiện sinh khối, xuất hiện gần đây trên tạp chí Sinh vật học. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi các thành viên từ Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA và bao gồm các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Georgia, Trung tâm Carl Sagan tại Viện SETI, Trung tâm nghiên cứu vũ trụ (INTA-CSIC), Trung tâm bay không gian Goddard của NASA và Massachusetts Viện Công nghệ.
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tìm cách xác định xem vi sinh vật có thể tồn tại dưới các loại điều kiện hiện diện trên Sao Hỏa hay không. Để trả lời câu hỏi này, nhóm nghiên cứu đã đi đến sa mạc Atacama ở Chile, một dải đất dài 1000 km (620 dặm) trên bờ biển phía tây Nam Mỹ. Với lượng mưa trung bình chỉ từ 1 đến 3 mm (0,04 đến 0,12 in) một năm, sa mạc Atacama được biết đến là nơi không cực khô nhất trên thế giới.
Tuy nhiên, sa mạc Atacama không khô đồng đều và trải qua các mức độ mưa khác nhau tùy thuộc vào vĩ độ. Từ đầu phía nam đến đầu phía bắc, lượng mưa hàng năm chuyển từ vài milimét mưa mỗi năm sang chỉ vài milimét mưa mỗi thập kỷ. Môi trường này cung cấp một cơ hội để tìm kiếm sự sống ở mức độ giảm lượng mưa, do đó cho phép các nhà nghiên cứu đặt ra các hạn chế về khả năng sống sót của vi sinh vật.
Đó là ở cuối phía bắc của sa mạc (ở nơi được gọi là vùng Antofagasta), nơi các điều kiện trở nên giống như sao Hỏa nhất. Ở đây, lượng mưa trung bình hàng năm chỉ là 1 mm mỗi năm, điều này khiến nó trở thành điểm đến phổ biến cho các nhà khoa học muốn mô phỏng môi trường sao Hỏa. Ngoài việc xem liệu vi khuẩn có thể tồn tại trong những điều kiện khô ráo này hay không, nhóm nghiên cứu cũng tìm cách xác định xem chúng có khả năng sinh trưởng và sinh sản hay không.
Như Mary Beth Wilhelm - một nhà sinh vật học tại Viện Công nghệ Georgia, Trung tâm Nghiên cứu NASA Am Ames, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu mới - đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của NASA:
Trên trái đất, chúng tôi tìm thấy bằng chứng về sự sống của vi sinh vật ở khắp mọi nơi. Tuy nhiên, trong môi trường khắc nghiệt, điều quan trọng là phải biết liệu một vi khuẩn không hoạt động và hầu như không sống sót, hay thực sự sống và khỏe mạnh Bằng cách tìm hiểu xem và làm thế nào vi khuẩn tồn tại ở những vùng cực kỳ khô hạn trên Trái đất, chúng ta hy vọng sẽ hiểu rõ hơn nếu sao Hỏa từng có sự sống của vi sinh vật và liệu nó có thể tồn tại cho đến ngày hôm nay.
Sau khi thu thập các mẫu đất từ khắp sa mạc Atacama và đưa chúng trở lại phòng thí nghiệm của họ tại Ames, nhóm nghiên cứu bắt đầu thực hiện các xét nghiệm để xem các mẫu vi sinh vật của họ có cho thấy dấu hiệu nào của dấu hiệu căng thẳng hay không. Đây là một cách quan trọng trong đó sự sống có thể được chứng minh là đang phát triển, vì các sinh vật ở trạng thái không hoạt động (tức là chỉ còn sống) không có dấu hiệu của các dấu hiệu căng thẳng.
Cụ thể, họ đã tìm kiếm những thay đổi trong cấu trúc lipid của màng ngoài tế bào, thường trở nên cứng hơn khi gặp căng thẳng. Những gì họ tìm thấy là ở những phần ít khô hơn của sa mạc Atacama, dấu hiệu căng thẳng này đã có mặt; nhưng kỳ lạ thay, những dấu hiệu tương tự đã bị mất tích ở những vùng khô nhất của sa mạc nơi vi khuẩn sẽ bị căng thẳng nhiều hơn.
Dựa trên những kết quả này và các kết quả khác, nhóm nghiên cứu đã kết luận rằng có một đường chuyển tiếp cho các vi sinh vật trong môi trường như sa mạc Atacama. Ở một bên của dòng này, sự hiện diện của lượng nước nhỏ là đủ để sinh vật vẫn có thể phát triển. Mặt khác, môi trường khô đến mức sinh vật có thể tồn tại nhưng sẽ không phát triển và sinh sản.
Nhóm nghiên cứu cũng có thể tìm thấy bằng chứng về vi khuẩn đã chết trong các mẫu đất Atacama trong ít nhất 10.000 năm. Họ đã có thể xác định điều này bằng cách kiểm tra các axit amin của vi khuẩn, là các khối xây dựng của protein và kiểm tra tốc độ thay đổi cấu trúc của chúng. Phát hiện này khá đáng ngạc nhiên, khi thấy phần còn lại của cuộc sống cổ xưa cực kỳ hiếm thấy trên bề mặt Trái đất.
Cho rằng Sao Hỏa khô hơn 1.000 lần so với những phần khô nhất của Atacama, những kết quả này không phải là tin tức đáng khích lệ đối với những người hy vọng rằng sự sống của vi khuẩn vẫn sẽ được tìm thấy ở đó. Tuy nhiên, thực tế là tàn dư của đời sống vi khuẩn trong quá khứ được tìm thấy ở những vùng khô hạn nhất trên sa mạc Chile - nơi tồn tại khi điều kiện ẩm ướt hơn và được bảo quản tốt - là một tin rất tốt khi tìm kiếm kiếp trước trên Sao Hỏa .
Về cơ bản, nếu sự sống của vi sinh vật tồn tại trên Sao Hỏa khi nó là một môi trường ấm áp hơn, ẩm ướt hơn, dấu vết của cuộc sống cổ xưa đó vẫn có thể tồn tại. Như Wilhelm đã giải thích:
Trước khi chúng ta đến Sao Hỏa, chúng ta có thể sử dụng Atacama như một phòng thí nghiệm tự nhiên và, dựa trên kết quả của chúng ta, điều chỉnh kỳ vọng của chúng ta về những gì chúng ta có thể tìm thấy khi đến đó. Biết bề mặt sao Hỏa ngày nay có thể quá khô để sự sống phát triển, nhưng dấu vết của vi khuẩn có thể tồn tại hàng ngàn năm giúp chúng ta thiết kế các công cụ tốt hơn để không chỉ tìm kiếm sự sống trên và dưới bề mặt hành tinh, mà còn để thử và mở khóa bí mật về quá khứ xa xôi của nó.
Trong tương lai, các nhiệm vụ như NASA Viking Sao Hỏa 2020 rover sẽ tìm cách mua mẫu đất của sao Hỏa. Nếu NASA đưa ra đề xuất Hành trình đến Sao Hỏa diễn ra vào những năm 2030 theo kế hoạch, những mẫu này sau đó có thể được đưa trở lại Trái đất để phân tích. Nếu may mắn, những mẫu đất này sẽ tiết lộ bằng chứng về kiếp trước và chứng minh rằng Sao Hỏa từng là một hành tinh có thể ở được!
