Theo Gizmodo, phát hiện muối perchlorate ngậm nước trong dòng chảy trên các miệng núi lửa sao Hỏa đóng vai trò quan trọng. Muối ngậm nước là một trong những cách tốt nhất để giữ cho nước không bị đóng băng ở nhiệt độ âm, và muối perchlorate là loại muối hiệu quả nhất. Một số loại muối perchlorate có khả năng giữ chất lỏng không bị đóng băng ở nhiệt độ thấp tới -70 độ C.
Các dạng sống tiềm năng
Tuy nhiên, không phải có nước muối nghĩa là có sự sống. Một số loại nước muối quá khắc nghiệt, không thích hợp cho sự sống phát triển.
"Có những loại nước muối trên Trái Đất quá mặn, không thích hợp cho sự sống", Chris McKay, nhà sinh thái học của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cho biết. "Nổi tiếng nhất là hồ Don Juan ở Nam Cực. Nước muối trên sao Hỏa thậm chí còn mặn hơn nước muối CaCl2 trong hồ Don Juan".
Để tồn tại trên sao Hỏa, các vi sinh vật (nếu có) phải thích nghi với điều kiện nước cực kỳ mặn. Ở Trái Đất, các nhà khoa học xác định được hai dòng vi sinh vật ưa mặn và ưa lạnh. Gần đây, họ phát hiện một loại vi sinh vật khác, vừa ưa mặn vừa ưa lạnh, sinh sôi trong những hồ nước ở Nam Cực hoặc ở khe nước li ti trong các tảng đá băng.
Theo các nhà khoa học, ở nhiệt độ -12 độ C, các vi sinh vật này vẫn có thể phân bào; ở -20 độ C, chúng vẫn thực hiện được trao đổi chất cơ bản. Psychromonas ingrahamii - một loại vi sinh vật nhóm ưa lạnh-mặn, phát triển được ở nhiệt độ thấp tới -12 độ C, trong môi trường nước mặn có nồng độ muối lên tới 20%.
Màng tế bào của chúng giàu axit béo không bão hòa, tiết ra các enzyme có cấu trúc linh hoạt hơn so với những loại vi sinh vật ở điều kiện bình thường. Một số vi sinh vật loại này còn tự sản xuất được protein chống đông lạnh, không cho tinh thể băng hình thành trong tế bào.
Điểm mấu chốt là, phân tích di truyền cho thấy psychrophile - vi sinh vật ưa lạnh-mặn có lượng lớn "yếu tố ADN di chuyển", hay còn gọi là "gene nhảy". Những gene này chứa đặc điểm thích nghi với môi trường lạnh được mã hóa, có thể hoán đổi, nhảy từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác. Nói đơn giản, nếu một psychrophile ở Nam Cực thiếu một loại protein nào đó cần thiết để tồn tại, nó có thể tự động sao chép từ hàng xóm.
 |
Hồ Don Juan ở Nam Cực, một trong những hồ nước mặn nhất thế giới. Ảnh: Wikipedia.
Sự thích nghi của nhóm psychrophile trên Trái Đất gợi mở về chiến lược tồn tại của vi khuẩn trên sao Hỏa. Tuy nhiên, để bất kỳ dạng sống nào có thể hình thành trên sao Hỏa, đòi hỏi vượt qua những điều kiện vô cùng khắc nghiệt.
Trên thực tế, khí quyển sao Hỏa không có tầng ozone. Do đó, toàn bộ bề mặt hành tinh bị tia cực tím bao trùm. Ngoài ra còn một yếu tố nữa, đó chính là muối tự nhiên trên hành tinh đỏ. Muối perchlorate là hợp chất ăn mòn cao, cực kỳ độc hại đối với hầu hết các vi sinh vật trên Trái Đất.
Phương thức tồn tại
Về cơ bản, các vi sinh vật trên sao Hỏa có thể tránh bức xạ cực tím bằng cách sống dưới lòng đất. Có thể những dòng chảy nước muối perchlorate mà các nhà khoa học NASA tìm thấy là dấu hiệu của những tầng nước ngầm, nơi lý tưởng để sinh sống và tránh tia bức xạ. Tuy nhiên, đây là giả thiết không mấy khả quan vì NASA cho rằng, sự hình thành nước mặn perchlorate trên bề mặt sao Hỏa là do quá trình deliquesence - muối hút nước từ khí quyển.
Do đó, nước này lại bốc hơi nhanh chóng, quay ngược lại vào khí quyển. Tuy nhiên, không có gì là không thể. Trên Trái Đất, tại sa mạc Atacama phía nam châu Mỹ - một trong những sa mạc khô hạn và lượng bức xạ nhiều nhất địa cầu, các nhà khoa học tìm thấy vi khuẩn sống trong lớp màng nước mỏng trên bề mặt tinh thể muối. Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Astrobiology năm 2011, lớp màng mỏng này được cho là hình thành bởi deliquesence.
Theo Lujendra Ojha, nhà khoa học NASA, người phát hiện dấu vết được cho là dòng chảy nước muối trên sao Hỏa năm 2011, muối perchlorate có hoạt độ nước yếu, nghĩa là rất khó để vi sinh vật hút nước từ nó.
Theo Wikipedia, hoạt độ nước là lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm hoặc vật chất, được xác định như là tỷ lệ giữa áp suất bay hơi của nước trong vật chất chia cho áp suất bay hơi của nước tinh khiết ở cùng điều kiện nhiệt độ. Nước sẽ di chuyển từ nơi có hoạt độ cao đến nơi có hoạt độ thấp. Ví dụ, mật ong có hoạt độ là 0,6; không khí có hoạt độ là 0,7, do vậy, nếu cho mật ong tiếp xúc với không khí thì nó sẽ hút nước từ không khí. Những chất có hoạt độ nước cao có xu hướng sinh ra nhiều vi sinh vật.
"Nếu trên sao Hỏa là nước muối perchlorate bão hòa, thì nó sẽ giống như ở những nơi chúng ta đã biết trên Trái Đất, sự sống khó mà tồn tại trong môi trường có hoạt độ nước yếu như vậy", Ojha nói.
 |
Tế bào vi khuẩn sống trong nước muối đóng băng ở hồ Vida, Nam Cực dưới kính hiển vi. Ảnh: Chirstian H.Fritsen.
Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể hy vọng về sự sống tồn tại trên sao Hỏa, vì vi sinh vật trên Trái Đất đã chứng minh có thể thích ứng với môi trường độc hại trong thời gian dài một cách đáng kinh ngạc. Có những loài rận sinh sôi nảy nở tại những mỏ nước đầy axit đậm đặc và hồ thạch tín độc hại. Thậm chí ở Bắc Cực, các nhà khoa học phát hiện vi khuẩn thích nghi với mức độ ô nhiễm thủy ngân gia tăng, chúng tiết ra các enzyme làm suy giảm nồng độ perchlorate.
Tìm thấy bằng chứng về nước lỏng trên sao Hỏa không có nghĩa ở đó tồn tại sự sống, nhưng nó cung cấp cho con người những hy vọng hữu hình.
"Bất cứ nơi nào có nước, chúng ta sẽ tìm thấy sự sống", Jim Green, giám đốc ban khoa học hành tinh của NASA hôm qua tuyên bố. "Bản chất của sự sống là thứ gì đó chúng ta vẫn chưa hiểu rõ, cho đến khi tận tay lấy được mẫu vật. Và nhiệm vụ đó đang tới gần. Năm 2020, NASA sẽ cho thăm dò sao Hỏa, lấy mẫu vật về để tìm bằng chứng về sự sống 'có thể đã hóa thạch' hoặc đang tồn tại ở đó".
