Vì sao sự sống không tồn tại trên Sao Hỏa như trên Trái đất?

Một nghiên cứu mới cho thấy nguyên nhân có thể nằm ở sự khác biệt về kích thước giữa hai hành tinh. Với đường kính chỉ bằng 53% Trái đất, Sao Hỏa không thể giữ được các chất bay hơi rất quan trọng với sự sống, như nước.

Nhà khoa học hành tinh Kun Wang, Đại học Washington (Mỹ), cho biết: "Có thể có một giới hạn về kích thước tối thiểu của các hành tinh để giữ đủ nước duy trì sự sống và kiến tạo mảng, điều mà Sao Hỏa không đạt được".

Mặc dù có nhiều điểm khác biệt giữa Trái đất và các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời, nhưng thực tế khó có thể xác định được yếu tố nào có lợi cho sự xuất hiện của sự sống và yếu tố nào cản trở nó. Tuy nhiên, chúng ta có thể xem xét một số yếu tố cần thiết để tồn tại sự sống trên Trái đất. Một trong số đó là nước. 

Sao Hỏa từng có nước trên bề mặt, theo bằng chứng thu được trong các thiên thạch. Tuy nhiên, ngày nay Sao Hỏa có nhiều bụi, khô và hoang vắng, và dấu hiệu nước trên bề mặt của nó đều bị đóng băng.

Sự chuyển đổi từ một hành tinh tương đối ẩm ướt thành một nơi khô cằn được cho là do mất từ trường của Sao Hỏa. Nhưng có thể các yếu tố khác đóng vai trò trong việc lưu giữ các chất bay hơi, chẳng hạn như lực hấp dẫn bề mặt của một vật thể vũ trụ. Trong khi lực hấp dẫn của Trái đất gấp 2,66 lần lực hấp dẫn của Sao Hỏa.

Nhóm nghiên cứu đã xem xét sự phong phú của nguyên tố dễ bay hơi kali trên các vật thể khác nhau của Hệ Mặt trời, sử dụng nó làm chất đánh dấu cho các nguyên tố và hợp chất dễ bay hơi khác. Tỷ lệ đồng vị kali là một đại diện mạnh mẽ cho sự suy giảm dễ bay hơi của một hành tinh.

"Các thiên thạch trên Sao Hỏa là mẫu duy nhất có sẵn để chúng tôi nghiên cứu cấu tạo hóa học của Sao Hỏa. Những thiên thạch Sao Hỏa đó có tuổi thay đổi từ vài trăm triệu đến 4 tỷ năm và ghi lại lịch sử tiến hóa đầy biến động của hành tinh này. Thông qua việc đo lường đồng vị của các nguyên tố dễ bay hơi, chẳng hạn như kali, chúng ta có thể suy ra mức độ cạn kiệt dễ bay hơi của các hành tinh số lượng lớn và so sánh giữa các vật thể khác nhau trong Hệ Mặt trời", nhà nghiên cứu Wang giải thích.

Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu thành phần đồng vị của kali trong 20 thiên thạch trên Sao Hỏa được chọn vì chúng dường như là đại diện cho thành phần silicat khối lượng lớn của hành tinh Đỏ.

Các thành phần này sau đó được so sánh với các thành phần silicat khối lượng lớn đã biết của ba vật thể bên trong Hệ Mặt trời có khối lượng khác nhau là Trái đất, Mặt trăng và tiểu hành tinh Vesta.

Kết quả cho thấy, Sao Hỏa mất nhiều chất bay hơi hơn Trái đất trong quá trình hình thành, nhưng giữ lại nhiều hơn Mặt trăng và Vesta, cả hai đều nhỏ hơn và khô hơn đáng kể so với Sao Hỏa.

Nhà khoa học hành tinh Katharina Lodders, Đại học Washington, cho biết: "Lý do cho sự phong phú của các nguyên tố dễ bay hơi và hợp chất của chúng trong các hành tinh khác biệt so với trong các thiên thạch nguyên thủy chưa phân biệt đã là một câu hỏi cần thời gian để trả lời. Phát hiện về mối tương quan của các thành phần đồng vị kali với lực hấp dẫn của hành tinh là một khám phá mới lạ có ý nghĩa định lượng quan trọng về thời điểm và cách thức các hành tinh khác biệt nhận và mất chất bay hơi của chúng".

Các nhà nghiên cứu cho biết, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về lịch sử của hành tinh.

Những nghiên cứu trước đây đã phát hiện ra rằng Sao Hỏa đã từng thực sự rất ẩm ướt. Mối tương quan mới này giữa lực hấp dẫn và khả năng lưu giữ dễ bay hơi có thể giúp đặt ra những hạn chế về lượng nước mà Sao Hỏa từng có.

Ngoài ra, phát hiện có ý nghĩa đối với việc tìm kiếm các thế giới có thể sinh sống được bên ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta.

Một yếu tố ảnh hưởng đến sự hiện diện của nước lỏng trên bề mặt hành tinh là nhiệt độ của nó, liên quan đến sự gần gũi của nó với ngôi sao chủ. Quá gần thì nước bốc hơi. Trong khi quá xa nước sẽ bị đóng băng.