Các nhà khoa học phát hiện dấu hiệu sinh học tiềm năng trên sao Hỏa – một nhà sinh vật học vũ trụ giải thích các dấu vết này là gì và cách các nhà nghiên cứu xác định nguồn gốc của chúng
Ngày xuất bản: 12 tháng 9 năm 2025, 21:44 BST
Tác giả:
Amy J. Williams
Phó Giáo sư Địa chất, Đại học Florida
Thông tin công khai:
Amy J. Williams nhận tài trợ từ NASA và là nhà khoa học trong sứ mệnh tàu thám hiểm Sao Hỏa 2020 Perseverance của NASA.
Đối tác:
Đại học Florida tài trợ như là một đối tác sáng lập của The Conversation US.
Khi tàu Perseverance đi qua một thung lũng sông cổ trong miệng núi lửa Jezero của sao Hỏa vào tháng 7 năm 2024, nó đã khoan xuống bề mặt và lấy mẫu từ một tảng đá sọc đặc biệt gọi là Chevaya Falls. Các thiết bị trên tàu thám hiểm đã phân tích mẫu này – được đặt tên là Sapphire Canyon – và khảo sát các tảng đá xung quanh.
Khi các nhà khoa học bắt đầu phân tích dữ liệu, họ phát hiện hai loại khoáng chất giàu sắt sắp xếp thành các đốm đặc trưng trên bề mặt đá. Cả hai loại khoáng chất này đều có liên quan đến sự sống trên Trái Đất: một loại thường được tìm thấy xung quanh vật chất hữu cơ đang phân hủy, loại kia được tạo ra bởi một số vi sinh vật nhất định.
Một nhóm nghiên cứu đã xác định trong một nghiên cứu công bố ngày 10 tháng 9 năm 2025 rằng mẫu Sapphire Canyon chứa một dấu hiệu sinh học tiềm năng – điều này có thể gợi ý rằng hành tinh Đỏ từng có sự sống ở dạng vi sinh.
Các khoáng chất này có thể hình thành khi các vi sinh vật cổ đại sử dụng phản ứng hóa học để tạo ra năng lượng. Tuy nhiên, cũng có những phản ứng hóa học không liên quan đến sự sống có thể tạo ra các khoáng chất này trong một số điều kiện nhất định.
Để tìm hiểu thêm, The Conversation U.S. đã phỏng vấn Amy J. Williams – một nhà sinh vật học vũ trụ tại Đại học Florida – về việc săn tìm dấu hiệu sinh học trên sao Hỏa và điều gì khiến mẫu Sapphire Canyon trở nên đặc biệt.
Dấu hiệu sinh học là gì?
Dấu hiệu sinh học là bất kỳ đặc điểm, nguyên tố, phân tử, chất hoặc cấu trúc nào được coi là bằng chứng cho sự sống trong quá khứ hoặc hiện tại. Nó phải là thứ không thể được tạo ra nếu không có sự sống.
Ví dụ bao gồm hóa thạch, các phân tử hữu cơ có nguồn gốc sinh học, hoặc các mẫu khoáng chất chỉ hình thành thông qua hoạt động vi sinh vật.
Dấu hiệu sinh học tiềm năng – như phát hiện ở Sapphire Canyon – là một chất hoặc cấu trúc có thể có nguồn gốc sinh học nhưng cần thêm dữ liệu và nghiên cứu để xác định có thực sự liên quan đến sự sống hay không.
Các nhà khoa học xác định dấu hiệu sinh học trên sao Hỏa như thế nào?
Dấu hiệu sinh học có thể thuộc nhiều loại: hóa học, vật lý hoặc cấu trúc. Một số thì khá rõ ràng – ví dụ như hóa thạch khủng long trên Trái Đất – nhưng phần lớn thì tinh vi hơn nhiều.
Việc tìm kiếm sự sống cổ đại trên Trái Đất giúp định hướng cho việc tìm kiếm trên sao Hỏa. Các nhà khoa học dựa vào các dấu vết tinh tế được bảo tồn trong đá để trả lời câu hỏi như: vi sinh vật xuất hiện trên Trái Đất từ khi nào.
Những bằng chứng này thường được tìm thấy trong các hố va chạm, lòng hồ cổ – những nơi có tiềm năng bảo tồn cao.
Đây là lý do Perseverance được gửi đến miệng núi lửa Jezero – nơi từng có hồ được nuôi dưỡng bởi sông, trên Trái Đất sẽ là môi trường có thể ở được.
Các nhà sinh vật học vũ trụ sau đó tìm kiếm các mẫu hóa học, cấu trúc và khoáng chất giống như những quá trình do sự sống tác động trên Trái Đất.
Điều gì khiến mẫu Sapphire Canyon trở nên đặc biệt?
Mẫu Sapphire Canyon đặc biệt vì các thiết bị PIXL và SHERLOC trên Perseverance đã phát hiện các cấu trúc kết cấu độc đáo được đặt tên là “đốm báo”. Đây là các vùng phản ứng đồng tâm – nơi xảy ra các phản ứng hóa học và vật lý – giàu khoáng chất vivianite (chứa phosphate sắt) và greigite (chứa sulfide sắt).
Trên Trái Đất, vivianite thường hình thành ở nơi có nhiều vật chất hữu cơ đang phân hủy, còn một số vi khuẩn sử dụng sulfate làm nguồn năng lượng có thể tạo ra greigite.
Cả hai loại khoáng chất này đều liên quan đến các gradient oxi hóa – khử (redox gradients) – tức là những thay đổi dần dần của trạng thái hóa học qua không gian.
Một ví dụ quen thuộc là xe đạp để ngoài trời mưa: sắt (Fe²⁺) bị oxi hóa thành rỉ sét (Fe³⁺). Quá trình này có thể xảy ra tự nhiên, nhưng cũng có nhiều phản ứng oxi hóa – khử khác chỉ diễn ra nhanh khi có sự tham gia của vi sinh vật.
Do đó, việc tìm thấy cả vivianite và greigite trong cùng một mẫu khiến các nhà khoa học suy đoán rằng vi sinh vật cổ đại, nếu từng tồn tại, có thể đã tham gia vào quá trình hình thành các khoáng chất này.
Các nhà khoa học có kỳ vọng tìm thấy mẫu như thế này không?
Kết quả này nằm trong kỳ vọng nhưng lại có phần bất ngờ vì nó được phát hiện ở một khu vực địa chất trẻ hơn so với dự đoán. Trước đây, người ta nghĩ rằng dấu hiệu sự sống sẽ xuất hiện ở các tầng đá cổ hơn.
Phát hiện này mở rộng “cửa sổ thời gian” mà sao Hỏa có thể có sự sống, gợi ý rằng hành tinh này có thể duy trì điều kiện sống muộn hơn trong lịch sử so với suy nghĩ trước đây.
Bước tiếp theo là gì?
Mặc dù các mẫu khoáng chất này có thể là “dấu vân tay” của phản ứng sinh học, nhưng cũng có những quá trình phi sinh học (nhiệt độ cao, môi trường axit, hoặc các hợp chất hữu cơ liên kết) có thể tạo ra chúng.
Tuy nhiên, tảng đá Cheyava Falls không cho thấy dấu hiệu từng chịu nhiệt độ cao hoặc axit – những điều kiện thường cần để hình thành vivianite và greigite theo cách phi sinh học.
Cách duy nhất để có câu trả lời chắc chắn là đưa mẫu trở về Trái Đất, nơi các nhà khoa học có thể dùng công nghệ tiên tiến để xác định rõ nguồn gốc – sinh học hay phi sinh học.
