Chìa khóa mở cánh cửa tương lai trên sao Hỏa

Nếu như từng xem bộ phim khoa học viễn tưởng "The Martian" (tạm dịch: Người về từ sao Hỏa, 2015), người xem chứng kiến những củ khoai tây đã được trồng và cứu sống phi hành gia bị kẹt trên sao Hỏa như thế nào.

Tuy nhiên, trên thực tế, vì hàm lượng dinh dưỡng trong đất trên sao Hỏa rất thấp, độ mặn của nước lại cực cao nên việc trồng cây lương thực như khoai tây là điều không thể.

"Do đó, điều cần thiết là phát triển các chiến lược để tăng cường dinh dưỡng chứa trong đất trên sao Hỏa, cũng như khử muối trong nước mặn cho các sứ mệnh dài hạn" - theo bài nghiên cứu về vấn đề trồng trọt trên sao Hỏa đăng trên tạp chí khoa học PLOS ONE (tháng 8-2022).

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện ra rằng cỏ linh lăng thực sự có thể làm được việc vừa nêu.

Đất trên sao Hỏa rất giàu sắt, giống với loại đất bazan, đất núi lửa trên Trái Đất. Ảnh: NASA

Đất trên sao Hỏa rất giàu sắt, giống với loại đất bazan, đất núi lửa trên Trái Đất. Trừ chất hữu cơ, tỉ lệ không khí và nước trong đất rất nhỏ (chỉ chiếm khoảng 2% so với 50% của đất trên Trái Đất), hoàn toàn không thích hợp để trồng cây lương thực.

Vì muốn khám phá loài thực vật nào có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt trên sao Hỏa, các nhà khoa học trồng thử hạt giống củ cải turnip, xà lách, củ cải đường và cỏ linh lăng. Tất cả đều là những giống cây không cần chăm sóc hoặc tưới nước quá nhiều.

Ngoài việc cho cây con nảy mầm trong đất sao Hỏa, dưới ánh đèn, nhóm nghiên cứu còn tưới chúng bằng loại nước nhân tạo, có tính chất tương tự nước trên sao Hỏa. Sau lần thử nghiệm đầu tiên, chỉ có linh lăng là có thể phát triển khỏe mạnh. Ngược lại, củ cải turnip còi cọc và yếu ớt nhất.

Cỏ linh lăng có thể là chìa khóa mở ra những khu vườn trên sao Hỏa. Ảnh: Ivaschenko Roman

Sau đó, các nhà nghiên cứu dùng cỏ linh lăng làm phân bón cho đất sao Hỏa và dùng số đất này trồng những giống cây khác. Kết quả được cải thiện đáng kể so với khi được trồng trên đất sao Hỏa không được xử lý. Cụ thể, khả năng phát triển của củ cải turnip tăng 190%, sinh khối của củ cải đường tăng 311% và rau diếp tăng 79%.

Thông tin cỏ linh lăng tốt cho việc cải tạo đất trên sao Hỏa có lẽ không quá ngạc nhiên. Bởi lẽ, nông dân lâu nay biết rằng linh lăng là một loài thực vật chứa hàm lượng nitơ cao, cùng nhiều khoáng chất như phốt-pho, kali, canxi, lưu huỳnh, magiê, boron, sắt và kẽm, rất thích hợp để dùng làm phân bón tự nhiên cải tạo đất.

Nếu như linh lăng có thể giúp cải tạo đất sao Hỏa, ngày mà nông dân trồng trọt và thu hoạch các loại cây lương thực trên hành tinh đỏ không còn xa vời.

Hình minh họa ý tưởng "bong bóng rừng" trên sao Hỏa. Ảnh: iStock

Mới đây, nhà thực vật học Paul Smith đến từ Khoa Kỹ thuật dân dụng - Trường ĐH Bristol (Anh) đề xuất ý tưởng xây dựng không gian xanh trên bề mặt khô cằn của sao Hỏa trong bài báo đăng trên Tạp chí International Journal of Astrobiology.

Khu bảo tồn thiên nhiên ngoài hành tinh (ETNR) (hay "bong bóng rừng") sẽ có dạng khu rừng bên trong bong bóng giống nhà kính, được thiết kế theo hệ sinh thái giống Trái Đất.

Bất chấp những thách thức như khí hậu khắc nghiệt, bức xạ cao hay ánh sáng Mặt Trời yếu so với Trái Đất, ông Smith cho biết một số dạng sống trên Trái Đất có thể thích nghi với môi trường trên sao Hỏa.

Về hệ thực vật, cây bách xù và cây bạch dương có thể tồn tại trong điều kiện trên sao Hỏa. Còn với hệ động vật, ông Smith nhận thấy các vi khuẩn trong đất, nấm và động vật không xương sống như giun đất, nhện, đều sống được nơi đó.

Bề mặt sao Hỏa. Ảnh: ESA/DLR/FU Berlin

Sao Hỏa ngày nay là một vùng đất hoang đầy bụi. Thế nhưng, theo các nhà khoa học thuộc Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), sao Hỏa từng tồn tại lượng nước nhiều hơn cả Bắc Băng Dương và đủ để bao phủ toàn bộ bề mặt của hành tinh này. Ước tính khoảng 30-99% lượng nước đó có thể bị đóng băng trong băng ở các cực hoặc các hồ nước mặn ngầm dưới lòng đất.

Để giảm hàm lượng muối trong nguồn nước trên sao Hỏa, nhóm nghiên cứu trước tiên sử dụng vi khuẩn Synechococcus, được biết với khả năng khử muối trong nước có độ mặn cao. Sau đó, nước mặn đầu ra được lọc nhiều lần qua lớp đá núi lửa để thu được nước ngọt cần thiết cho cây trồng.

Tuy nhiên, để chắc chắn có thể đưa con người lên sinh sống trên sao Hỏa, các nhà khoa học cho rằng vẫn còn cần tiến hành rất nhiều thí nghiệm và nghiên cứu khác.