Trong vài thập kỷ qua, các nghiên cứu liên tục của chúng ta về Sao Hỏa đã tiết lộ một số điều rất hấp dẫn về hành tinh này. Trong những năm 1960 và đầu thập niên 70, Mariner tàu thăm dò tiết lộ rằng Sao Hỏa là một hành tinh khô khan, rất có thể không có sự sống. Nhưng khi sự hiểu biết của chúng ta về hành tinh này ngày càng sâu sắc, người ta đã biết rằng sao Hỏa từng có một môi trường ấm áp hơn, ẩm ướt hơn có thể hỗ trợ sự sống.
Chính điều này đã truyền cảm hứng cho nhiều nhiệm vụ mà mục đích của nó là tìm kiếm bằng chứng về kiếp trước. Tuy nhiên, những câu hỏi chính trong tìm kiếm này là tìm ở đâu và tìm gì? Trong một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu từ Đại học Kansas dẫn đầu, một nhóm các nhà khoa học quốc tế khuyến nghị rằng các sứ mệnh trong tương lai nên tìm kiếm vanadi. Yếu tố hiếm hoi này, họ tuyên bố, có thể chỉ đường cho bằng chứng hóa thạch của sự sống.
Nghiên cứu của họ, có tiêu đề Hình ảnh Vanadi trong Microfossils: Một tiềm năng sinh học tiềm năng mới, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí khoa học Sinh vật học. Dẫn đầu bởi Craig P. Marshall, phó giáo sư địa chất tại Đại học Kansas, nhóm quốc tế bao gồm các thành viên từ Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, Phòng Dịch vụ Kỹ thuật Địa chất của Saudi Aramco, Đại học Liege và Đại học Sydney.
Để rõ ràng, tìm kiếm dấu hiệu sự sống trên một hành tinh như sao Hỏa không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Như Craig Marshall đã chỉ ra trong một thông cáo báo chí của Đại học Kansas:
Bạn có thể cắt bỏ công việc nếu bạn đang nhìn vào đá trầm tích cổ xưa để tìm các vi hạt ở đây trên Trái đất - và thậm chí còn hơn thế nữa trên Sao Hỏa. Trên trái đất, những tảng đá đã tồn tại ở đây 3,5 tỷ năm, và những va chạm và kiến tạo đã tạo ra rất nhiều căng thẳng và áp lực lên đá. Ngoài ra, những tảng đá này có thể bị chôn vùi, và nhiệt độ tăng theo độ sâu.
Trong bài báo của mình, Marshall và các đồng nghiệp của mình khuyến nghị rằng các nhiệm vụ như NASA Sinh Sao Hỏa 2020 rover, ESA ExoMars 2020 rover, và các nhiệm vụ bề mặt được đề xuất khác có thể kết hợp quang phổ Raman với việc tìm kiếm vanadi để tìm bằng chứng về sự sống hóa thạch. Trên trái đất, nguyên tố này đã được tìm thấy trong dầu thô, nhựa đường và đá phiến đen được hình thành do sự phân rã chậm của vật liệu hữu cơ sinh học.
Ngoài ra, các nhà cổ sinh vật học và nhà sinh vật học đã sử dụng quang phổ Raman - một kỹ thuật tiết lộ thành phần tế bào của các mẫu - trên sao Hỏa trong một thời gian để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống. Về mặt này, việc bổ sung vanadi sẽ cung cấp vật liệu hoạt động như một dạng sinh học để xác nhận sự tồn tại của sự sống hữu cơ trong các mẫu nghiên cứu. Như Marshall giải thích:
Người ta nói, ‘Nếu nó trông giống như sự sống và có tín hiệu Raman của carbon, thì chúng ta có sự sống. Nhưng, tất nhiên, chúng ta biết có thể có các vật liệu carbonate được chế tạo trong các quy trình khác - như trong các lỗ thông thủy nhiệt - phù hợp với việc trông giống như các vi sợi cũng có một số tín hiệu carbon. Mọi người cũng tạo ra các cấu trúc carbon tuyệt vời một cách nhân tạo trông giống như các vi sợi - hoàn toàn giống nhau. Vì vậy, bây giờ chúng tôi rất khó khăn để biết rằng cuộc sống của mình thật khó để biết liệu cuộc sống của người đó chỉ dựa trên hình thái học và quang phổ Raman.
Đây không phải là lần đầu tiên Marshall và các đồng tác giả của mình ủng hộ việc sử dụng vanadi để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống. Đó là chủ đề của bài thuyết trình mà họ đã thực hiện tại Hội nghị Khoa học Sinh học năm 2015. Điều gì nữa, Marshall và nhóm của ông nhấn mạnh rằng có thể thực hiện kỹ thuật này bằng các công cụ đã là một phần của NASA. Sao Hỏa 2020 sứ mệnh.
Phương pháp đề xuất của họ cũng liên quan đến kỹ thuật mới được gọi là kính hiển vi huỳnh quang tia X, nhìn vào thành phần nguyên tố. Để kiểm tra kỹ thuật này, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra các vi sợi có thành hữu cơ thay đổi nhiệt đã từng là vật liệu hữu cơ) được gọi là acritarchs). Từ dữ liệu của họ, họ đã xác nhận rằng dấu vết của vanadi có trong các vi hạt có nguồn gốc hữu cơ không thể chối cãi.
Chúng tôi đã thử nghiệm acritarch để thực hiện một khái niệm bằng chứng về một vi phim nơi mà ở đó không có bóng dáng của một nghi ngờ rằng chúng tôi đang nhìn vào sinh học cổ đại được bảo tồn, Drake Marshall nói. Tuổi của microfossil này, chúng tôi nghĩ là Devonia. Những kẻ này là các vi sinh vật dưới nước - chúng được cho là vi tảo, một tế bào nhân chuẩn, tiên tiến hơn vi khuẩn. Chúng tôi đã tìm thấy hàm lượng vanadi mà bạn mong đợi trong vật liệu vi khuẩn lam.
Họ cho rằng những mảnh nhỏ của cuộc sống vi mô này có lẽ không khác biệt lắm so với những loại sự sống có thể tồn tại trên sao Hỏa hàng tỷ năm trước. Một nghiên cứu khoa học khác cũng đã chỉ ra rằng vanadi là kết quả của các hợp chất hữu cơ (như diệp lục) từ các sinh vật sống trải qua quá trình biến đổi gây ra bởi nhiệt và áp suất (tức là thay đổi di truyền).
Nói cách khác, sau khi các sinh vật sống chết và bị chôn vùi trong trầm tích, vanadi hình thành trong hài cốt của họ do bị chôn vùi dưới càng nhiều lớp đá - tức là hóa thạch. Hoặc, như Marshall giải thích:
Van Vanadi bị phức tạp trong phân tử chất diệp lục. Chất diệp lục thường có magiê ở trung tâm - dưới sự chôn cất, vanadi thay thế magiê. Phân tử chất diệp lục bị vướng vào vật liệu carbonate, do đó bảo quản vanadi. Nó giống như nếu bạn có một sợi dây được lưu trữ trong nhà để xe của bạn và trước khi bạn cất nó đi, bạn quấn nó lại để bạn có thể tháo gỡ nó vào lần tiếp theo bạn cần. Nhưng theo thời gian trên sàn nhà để xe trở nên rối rắm, mọi thứ bị cuốn vào nó. Ngay cả khi bạn lắc mạnh sợi dây đó, mọi thứ vẫn không xuất hiện. Nó một mớ hỗn độn. Tương tự như vậy, nếu bạn nhìn vào vật liệu carbonate ở đó, thì có một mớ hỗn độn các tấm carbon và bạn đã tạo ra hỗn hợp vanadi.
Công trình được hỗ trợ bởi Tài trợ nghiên cứu quốc tế ARC (IREX) - nơi tài trợ cho nghiên cứu tìm kiếm sinh thiết cho cuộc sống ngoại bào - với sự hỗ trợ bổ sung từ Synchrotron Úc và Nguồn Photon nâng cao tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne. Nhìn về phía trước, Marshall và các đồng nghiệp hy vọng sẽ tiến hành nghiên cứu sâu hơn sẽ liên quan đến việc sử dụng quang phổ Raman để nghiên cứu các vật liệu carbonate.
Hiện tại, nghiên cứu của họ dường như đã thu hút sự thú vị của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Howard ExoMars 2020 rover Nhưng, như Marshall chỉ ra, nhóm nghiên cứu cũng hy vọng NASA sẽ xem xét nghiên cứu của họ:
Hy vọng ai đó ở NASA đọc bài báo. Thật thú vị, nhà khoa học là nhà nghiên cứu chính của máy quang phổ tia X cho đầu dò không gian, họ gọi nó là PIXL, là sinh viên tốt nghiệp đầu tiên của ông từ Đại học Macquarie, trước thời KU của ông. Tôi nghĩ rằng tôi sẽ gửi email cho cô ấy và nói, "Điều này có thể được quan tâm.
Thập kỷ tiếp theo dự kiến sẽ là thời điểm rất thuận lợi cho các sứ mệnh thám hiểm tới Sao Hỏa. Nhiều rovers sẽ được khám phá bề mặt, hy vọng tìm thấy bằng chứng khó nắm bắt của cuộc sống. Những nhiệm vụ này cũng sẽ giúp mở đường cho sứ mệnh phi hành đoàn của NASA lên Sao Hỏa vào những năm 2030, lần đầu tiên họ sẽ thấy các phi hành gia hạ cánh trên bề mặt Hành tinh Đỏ.
Nếu trên thực tế, những nhiệm vụ này tìm thấy bằng chứng về sự sống, nó sẽ có ảnh hưởng sâu sắc đến tất cả các nhiệm vụ trong tương lai tới Sao Hỏa. Nó cũng sẽ có tác động vô cùng lớn đối với nhận thức của loài người về bản thân, khi biết rằng từ lâu, hàng tỷ năm trước, sự sống không xuất hiện một mình trên Trái đất!
