Từ bao đời nay, hình ảnh hành tinh Đỏ lấp lánh trên bầu trời đêm đã khơi gợi trong lòng nhân loại một câu hỏi lớn: liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ? Những câu chuyện viễn tưởng về các nền văn minh sao Hỏa, dù hấp dẫn, dường như đã lụi tàn khi những tàu tự hành của chúng ta gửi về hình ảnh một bề mặt khô cằn, lạnh lẽo và khắc nghiệt. Không có dấu hiệu của sự sống phức tạp nào tồn tại ở đó. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta đã tìm sai chỗ? Điều gì nếu câu chuyện thực sự về sự sống trên sao Hỏa không nằm trên bề mặt, mà lại ẩn sâu dưới lớp đất đá của nó?
Một nghiên cứu đột phá được công bố trên tạp chí uy tín Earth and Planetary Science Letters đã thổi một luồng sinh khí mới vào giả thuyết này. Nghiên cứu cho thấy rằng, khoảng bốn tỷ năm trước, trong khi bề mặt sao Hỏa có thể là một nơi chết chóc, thì môi trường dưới lòng đất lại có thể là một "thiên đường" lý tưởng cho sự sống vi sinh vật phát triển mạnh mẽ.
Nguồn Năng Lượng Của Sự Sống Ngầm: Hydro
Các nhà khoa học, dẫn đầu bởi Jesse Tarnas từ Đại học Brown, đã tập trung vào một yếu tố cốt lõi cho sự sống như chúng ta biết: năng lượng. Trên Trái Đất, phần lớn sự sống trên bề mặt phụ thuộc vào năng lượng mặt trời thông qua quang hợp. Nhưng sâu dưới lòng đất hoặc dưới đáy đại dương, nơi ánh sáng không thể chạm tới, tồn tại cả một hệ sinh thái dựa vào năng lượng hóa học. Những sinh vật này, được gọi là vi khuẩn hóa tự dưỡng (chemolithotrophs), lấy năng lượng bằng cách "ăn" các phân tử vô cơ.
Nghiên cứu của Tarnas và các đồng nghiệp chỉ ra rằng sao Hỏa cổ đại có một nguồn "thức ăn" dồi dào cho các vi khuẩn như vậy: khí hydro (H₂).
Jesse Tarnas giải thích: "Chúng tôi đã chứng minh, dựa trên các tính toán vật lý và hóa học cơ bản, rằng lớp vỏ sao Hỏa cổ đại có thể đã tạo ra đủ hydro hòa tan để cung cấp năng lượng cho một sinh quyển ngầm trên quy mô toàn cầu. Các điều kiện trong khu vực có thể ở được này sẽ tương tự như những nơi trên Trái Đất, nơi sự sống tồn tại dưới lòng đất."
Vậy, lượng hydro khổng lồ này đến từ đâu? Các nhà khoa học đã xác định hai quá trình chính:
Phân hủy bằng phóng xạ (Radiolysis): Sao Hỏa cổ đại có các nguyên tố phóng xạ như uranium, thorium và kali trong lớp vỏ đá của nó. Khi các nguyên tố này phân rã, chúng giải phóng bức xạ năng lượng cao. Bức xạ này có khả năng phá vỡ các phân tử nước (H₂O) bị mắc kẹt trong khoáng chất, tách chúng thành hydro và oxy. Đây là một quá trình liên tục, tạo ra một nguồn cung cấp năng lượng bền vững.
Đá bazan và nước: Lớp vỏ sao Hỏa rất giàu các loại đá bazan chứa sắt. Khi nước ngầm tương tác với những khoáng chất này, một quá trình hóa học gọi là serpentin hóa (serpentinization) sẽ xảy ra, giải phóng một lượng lớn khí hydro.
Các mô hình của nhóm nghiên cứu cho thấy những quá trình này đã tạo ra đủ hydro để duy trì một sinh quyển ngầm với mật độ vi khuẩn tương đương với mật độ được tìm thấy trong các đại dương ngày nay của Trái Đất.
Một "Vùng Ở Được" Dày Vài Kilomet
Sử dụng dữ liệu từ các sứ mệnh sao Hỏa và các mô hình khí hậu phức tạp, các nhà nghiên cứu đã ước tính quy mô của khu vực tiềm năng cho sự sống này. Họ tin rằng một lớp vỏ dày vài kilomet dưới bề mặt sao Hỏa đã hội tụ đủ các yếu tố cần thiết:
Nước lỏng: Dù bề mặt sao Hỏa lạnh giá, áp suất và nhiệt độ từ trong lòng hành tinh có thể đã giữ cho nước ở trạng thái lỏng trong các khe nứt và lỗ rỗng của đá.
Nguồn năng lượng: Như đã đề cập, khí hydro cung cấp "nhiên liệu" hóa học.
Sự bảo vệ: Quan trọng hơn cả, lớp đất đá dày vài kilomet này chính là một tấm khiên hoàn hảo. Nó che chắn cho sự sống mỏng manh bên dưới khỏi sự bắn phá dữ dội của bức xạ mặt trời và tia vũ trụ - những yếu tố khiến bề mặt sao Hỏa trở nên không thể ở được.
Ngay cả khi mặt trời thiêu đốt và làm bay hơi nước trên bề mặt, sự sống vẫn có thể an toàn và phát triển mạnh mẽ trong lòng đất mẹ.
Vẫn Là Giả Thuyết, Nhưng Là Một Giả Thuyết Đầy Hy Vọng
Điều quan trọng cần nhấn mạnh, như chính Tarnas đã chỉ ra, là nghiên cứu này không phải là bằng chứng cho thấy sự sống thực sự đã tồn tại trên sao Hỏa. Nó chỉ chứng minh rằng các điều kiện cần thiết cho sự sống đã có mặt. Một hành tinh có thể ở được và một hành tinh thực sự có sự sống là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau.
Tuy nhiên, nghiên cứu này mang một ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với các sứ mệnh thám hiểm sao Hỏa trong tương lai. Nó cung cấp một lộ trình rõ ràng về nơi chúng ta nên tìm kiếm dấu hiệu của sự sống cổ đại (còn gọi là dấu ấn sinh học). Thay vì chỉ cào cấu trên bề mặt, các sứ mệnh như tàu tự hành Perseverance của NASA và ExoMars của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) được thiết kế để khoan sâu hơn vào lòng đất, thu thập các mẫu lõi đá từ những khu vực mà hàng tỷ năm trước có thể đã là một phần của thế giới ngầm sôi động này.
Nếu một ngày nào đó, trong những mẫu đất đá được mang về từ sao Hỏa, chúng ta tìm thấy hóa thạch vi sinh vật hoặc các hợp chất hữu cơ đặc trưng do sự sống tạo ra, đó sẽ là một trong những khám phá vĩ đại nhất trong lịch sử nhân loại. Nó sẽ xác nhận rằng sự sống không phải là một phép màu chỉ dành riêng cho Trái Đất và mở ra một chương mới trong hành trình tìm kiếm vị trí của chúng ta trong vũ trụ.
