UC Riverside đang dẫn đầu một trong tám nhóm nghiên cứu mới của Chương trình Sinh vật học NASA nhằm giải quyết các câu hỏi về sự tiến hóa và nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất, cũng như khả năng tồn tại sự sống bên ngoài Hệ Mặt Trời.
Nhóm nghiên cứu do UCR (Đại học California, Riverside) dẫn đầu được thúc đẩy bởi câu hỏi cơ bản là làm thế nào để phát hiện ra các hành tinh có thể có sự sống, và sự sống đó vẫn tồn tại được bất chấp những thay đổi lớn theo thời gian. Điều này đòi hỏi phải tìm kiếm các loại khí sinh học trong bầu khí quyển của các ngoại hành tinh cách Hệ Mặt Trời của chúng ta nhiều năm ánh sáng.
Nhà sinh hóa của UCR là Timothy Lyons, trưởng dự án cho biết: "Để đạt được mục tiêu này, nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào nhiều giai đoạn khác nhau trong lịch sử Trái Đất - hay các biến đổi của Trái Đất - kéo dài trong hàng tỷ năm để đưa ra được các mẫu chuẩn quan trọng mà có thể dùng để đối chiếu với các hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời. Do có khoảng cách quá xa với chúng ta, con người có thể sẽ không bao giờ đến thăm được những hành tinh đó. Tuy nhiên, trong tương lai gần, các nhà khoa học sẽ có thể phân tích thành phần khí quyển của các hành tinh này, tìm kiếm các loại khí có thể sinh ra từ sự sống như oxy và metan”.
Trái Đất của chúng ta đã trải qua những biến đổi mạnh mẽ trong suốt 4,5 tỷ năm qua, với những chuyển biến lớn xảy ra trong quá trình kiến tạo mảng, khí hậu, hóa học đại dương, cấu trúc hệ sinh thái và thành phần khí quyển.
Tham khảo thêm bài: Hình thành và tiến hóa của sự sống trên Trái Đất.
Lyons nói: "Những thay đổi này đã bày ra cho chúng ta một cơ hội có được cái nhìn thoáng qua về nhiều thế giới xa xôi và rông lớn mà một số trong đó có thể là các hành tinh sống được với những điều kiện rất khác so với điều kiện trên Trái Đất hiện nay".
Phạm vi nghiên cứu mới đầy hấp dẫn dành cho nhóm của Lyons bao gồm các nghiên cứu về 500 triệu năm đầu tiên của Trái Đất, cũng như các dự đoán cho hành tinh của chúng ta và sự sống của nó hàng tỷ năm nữa trong tương lai.
Nhà sinh hóa Christopher Reinhard của Georgia Tech cho biết: “Nghiên cứu các khí đặc trưng sinh học trong quá khứ của Trái Đất sẽ cho phép nhóm nghiên cứu thiết kế các kính thiên văn và tinh chỉnh các mô hình giải thích về các dấu hiệu tiềm năng của sự sống trong khí quyển các ngoại hành tinh xa xôi”.
Khi các nhà nghiên cứu hiểu được cách mà Trái Đất và ngôi sao của nó (Mặt Trời) cùng thay đổi để duy trì các đại dương lỏng chứa đầy sự sống qua hàng tỷ năm, họ có thể dự đoán được cách mà các hệ hành tinh khác phát triển và duy trì sự sống cũng như hiểu rõ hơn cách thức để tìm kiếm nó.
Nhà sinh học thiên văn của UCR là Edward Schwieterman cho biết: "Một ‘sứ mệnh trở lại Trái Đất sơ khai' như vậy phải bao gồm sự liên ngành rộng rãi trong nhóm nghiên cứu, sức mạnh tổng hợp từ bên trong và bên ngoài Mạng điều phối nghiên cứu (Research Coordination Networks – RCN), thuộc Chương trình Sinh học thiên văn của NASA, và cam kết về những kết quả sẽ giúp thúc đẩy những nghiên cứu khoa học của NASA trong nhiều thập kỷ tới".
Thành công trong nhiệm vụ này sẽ đòi hỏi chuyên môn về sinh học, hóa học, địa chất, hải dương học và thiên văn học. Nhà sinh hóa Noah Planavsky của Đại học Yale cho biết: "Nhóm của chúng tôi mang tất cả những vấn đề đó ra bàn luận. Theo đó, chuyên môn đa dạng trong nhóm bao gồm các nhà thiên văn học, khoa học hành tinh, địa chất học, địa vật lý học, hải dương học và địa sinh học. Nhóm sẽ thu thập các mẫu đá và trầm tích cổ đại đã trải qua hàng tỷ năm từ khắp nơi trên thế giới và sử dụng dữ liệu từ chúng để tạo ra các mô hình tính toán trên phạm vi rộng cho các đại dương và khí quyển trong thời cổ đại cũng như trong tương lai của Trái Đất".
Theo nhà khoa học ngoại hành tinh Stephanie Olson, "các mô hình sẽ cho phép nhóm nghiên cứu đánh giá xem liệu những giai đoạn khác nhau trong lịch sử Trái Đất có được đặc trưng bởi các loại khí là sản phẩm của sự sống mà có thể được phát hiện từ một vị trí xa xôi hay không. Việc này giống như cách mà oxy đã đánh dấu sự sống trên hành tinh của chúng ta ngày nay".
Công việc này đòi hỏi một cái nhìn đa chiều về Trái Đất như một hệ thống phức tạp đã thay đổi đáng kể theo thời gian. Tuy nhiên, bất chấp mọi sự thay đổi, Trái Đất vẫn tồn tại lâu dài, với các đại dương nước lỏng chứa đầy sự sống. Làm thế nào mà Trái Đất trở nên phù hợp với sự sống như ngày nay và liệu sự sống của nó có thể phát hiện được đối với một người quan sát ở xa hay không là những câu hỏi cuối cùng sẽ giúp xác định và định hướng việc tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh.
Lyons nói: "Tóm lại, mục tiêu thú vị của nhóm chúng tôi là cung cấp một cái nhìn mới và toàn diện hơn về lịch sử tiến hóa của Trái Đất để giúp định hướng cho nhiệm vụ cụ thể của NASA là tìm kiếm sự sống trên các thế giới xa xôi".
RCN là bộ mặt mới của ngành sinh học thiên văn tại NASA, sau 20 năm nghiên cứu dưới sự bảo trợ của Viện Sinh học thiên văn NASA, nơi đã hỗ trợ nhóm UCR trước đây.
Minh Phương
Theo Phys.org
