Oxy được xem là yếu tố quan trọng của sự sống trên Trái Đất. Trước đây, phần lớn oxy trong khí quyển đều được tạo ra bởi các sinh vật sống thông qua quá trình quang hợp. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Trung Quốc đã chỉ ra rằng oxy cũng có thể được tạo ra thông qua một cơ chế phi sinh học (không liên quan đến sự sống).
Bí ẩn về oxy trong khí quyển Trái Đất
Hơn 2 tỷ năm trước, Trái Đất trải qua một sự kiện được gọi là “Quá trình oxy hóa lớn” (Great Oxidation Event), khi bầu khí quyển bắt đầu tràn ngập oxy. Trước đó, Trái Đất chủ yếu chứa đầy khí CO2.
Ban đầu, oxy xuất hiện nhờ các vi sinh vật cổ đại trong đại dương thực hiện quang hợp. Tuy nhiên, phần lớn oxy này nhanh chóng bị hấp thụ bởi khí hydro từ các vụ phun trào núi lửa. Phải mất hàng trăm triệu năm, khi Trái Đất nguội đi, lượng oxy trong khí quyển mới ổn định và trở thành môi trường sống lý tưởng như ngày nay.
Helium – “chìa khóa” tạo oxy ngoài hành tinh
Nghiên cứu mới do Shan Xi Tian và Jie Hu, hai nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, thực hiện đã mở ra một cách mới để tạo oxy trong khí quyển giàu CO2.
Họ phát hiện rằng khi các ion helium (He+), được tạo ra bởi gió mặt trời, tương tác với CO2 trong khí quyển, chúng có thể phá vỡ CO2 và tạo thành oxy. Điều này được quan sát rõ trong tầng khí quyển cao của Sao Hỏa – nơi có nhiều CO2 và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ gió mặt trời.
Để kiểm chứng, nhóm nghiên cứu sử dụng các thiết bị hiện đại như:
- Phổ khối TOF: Xác định khối lượng của các hạt.
- Thiết bị va chạm chùm phân tử: Tái hiện sự va chạm giữa các phân tử.
- Bản đồ vận tốc ion: Theo dõi quỹ đạo và tốc độ của các ion.
Kết quả cho thấy, các ion helium có thể tạo ra oxy bằng cách phá vỡ cấu trúc của phân tử CO2.
Tương lai của việc tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh
Phát hiện này mở ra hy vọng rằng oxy – yếu tố cần thiết để duy trì sự sống – có thể tồn tại trên các hành tinh có bầu khí quyển giàu CO2, ngay cả khi ở đó chưa có sinh vật sống.
Theo David Benoit, nhà nghiên cứu tại Đại học Hull (Anh), cơ chế mới này sẽ sớm được tích hợp vào các mô hình dự đoán khí quyển của các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời. Điều này giúp các nhà khoa học xác định chính xác hơn các hành tinh có khả năng tồn tại sự sống.
“Đây là một bước tiến quan trọng để giải thích sự hiện diện của oxy trên các hành tinh xa xôi, đồng thời mở rộng giới hạn tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất,” Benoit nhận định.
