Xe tự hành Curiosity phát hiện sự tồn tại của hợp chất nitrat trên Sao Hỏa

Mới đây, nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi Jennifer Stern tại trung tâm Goddard Space Flight của NASA bằng việc sử dụng các dữ liệu mà robot tự hành Curiosity thu được trênSao Hỏa, đã chứng minh sự tồn tại của các hợp chất Nitrat (NO3) trong các mẫu đá trên hành tinh đỏ này. Bởi sự quan trọng của nitrat đối với quá trình hình thành và duy trì sự sống, kết quả này có ý nghĩa củng cố thêm ý tưởng về một Sao Hỏa khác trong quá khứ không “cằn cỗi” như bây giờ mà có thể có các điều kiện phù hợp cho sự sống. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí uy tín Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Nói về vai trò của nitơ với sự sống, chúng ta cần biết rằng đây là thành phần chính của cácnucleobase để tạo nên các yếu tố cơ bản của sự sống gồm RNA, DNA và các amino axit. Theo Stern, khi nói đến sự sống, người ta thường nghĩ đến các hợp chất hữu cơ của cacbon, tuy nhiên, điều đó không có nghĩa chúng ta có thể phủ nhận tầm quan trọng của nitơ bởi các hợp chất của nó là nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho các sinh vật sống.

Để tìm kiếm sự hiện hữu của nitrat trên Sao Hỏa, nhóm nghiên cứu dựa trên dữ liệu có được sau khi bộ phận phân tích SAM của Curiosity phân tích ba mẫu đá lấy từ ba vị trí gần điểm hạ cánh của Curiosity tại các khu vực có tên Rocknest, John Klein and Cumberland. Các mẫu đá này được nung trong lò của SAM. Phân tích các chất khí tạo thành, họ thấy một lượng đáng kể của nitơ oxit (N2O5). Theo Sterm, dựa vào những dữ liệu từ phòng thí nghiệm, các nhà khoa học dự đoán rằng lượng nitơ oxit này được tạo thành do các mẫu đá bị nung nóng chứa nitrat. Tuy nhiên, để đảm bảo độ chính xác, nhóm đã cẩn thận loại bỏ ảnh hưởng của tạp chất từ Curiosity để bảo đảm kết quả thu được là đáng tin cậy. Và không nằm ngoài dự đoán, kết quả cuối cùng vẫn cho thấy sự tồn tại của một lượng nitơ khá cao. Cụ thể, lượng nitơ này đủ để giải thích cho lượng nitrat khoảng 110-300 phần triệu trong mẫu lấy tại Rocknest, 70-260 phần triệu nitrat trong mẫu lấy tại John Klein và 330-1100 phần triệu trong mẫu lấy tại Cumberland. Lượng nitrat này tương đương với lượng nitrat có thể tìm thấy tại những vùng đất cực khô trên Trái đất như sa mạc Atacama ở Nam Mỹ.

Với sự có mặt của nitrat, các sinh vật sống sẽ dễ dàng có được các nguyên tử nitơ và tiếp đó là các chất dinh dưỡng cần thiết từ hợp chất của nó. Điều này được giải thích bởi nitơ trong khí quyển là những phân tử rất bền vững do được tạo thành bởi liên kết hóa trị bậc 3 từ 2 nguyên tử nitơ. Trong khi đó, nitrat thì kém bền vững hơn, do chúng được liên kết với các nguyên tử ôxi bằng các liên kết đơn hoặc đôi. Điều này giúp sinh vật sống dễ dàng có được nitơ nhờ phá vỡ liên kết hóa học.

Tuy nhiên, không giống như trên Trái Đất khi hầu hết nitrat được tạo nên bởi các sinh vật sống,các nhà khoa học tin rằng ở trên hành tinh đỏ này chúng được tạo ra từ những trạng thái sốc nhiệt như sét đánh hoặc do các cú va chạm với thiên thạch.

“Chúng tôi sẽ cố gắng tìm hiểu liệu quá trình này vẫn đang diễn ra hay nó chỉ xảy ra trong quá khứ khi sao Hỏa có thể đã sở hữu một điều kiện khí hậu và bầu khí quyển hoàn toàn khác”, Jennifer Stern cho biết về hướng nghiên cứu tiếp theo của nhóm.