Vì sao trên Trái đất tồn tại sự sống còn nhiều hành tinh khác thì không?

Chúng ta có xu hướng chấp nhận rằng con người sống trong vũ trụ là điều tự nhiên. Vì sao trên Trái đất tồn tại con người mà sao Kim, sao Mộc, sao Thổ,… không có (hoặc ít nhất chúng ta chưa phát hiện ra)? Nếu chúng ta ở đây, tại sao không có người khác, hoặc sinh vật tương tự như con người ở các hành tinh ngoài kia?

Nhiều nhà vật lý học, thiên văn học đã đồng tình với một nhận định, đó là không có gì đặc biệt về thiên hà hay Trái đất của chúng ta. Sự hiện diện của chúng ta ở đây có thể chỉ đơn giản là kết quả của một loạt các sự kiện may mắn, giống như giải thưởng xổ số của vũ trụ mà nhiều hành tinh khác đã bỏ lỡ vào một thời điểm nào đó trong lịch sử của chúng.

5 yếu tố kiến tạo nên Trái đất

Đến nay, nhiều nhà khoa học đồng ý với kết luận sự tồn tại của sự sống trên Trái đất dựa trên 5 trụ cột chính: có khoảng cách đến Mặt trời không quá gần cũng không quá xa, vừa đủ cho nước tồn tại được ở thể lỏng; có lõi từ tính bảo vệ bầu khí quyển khỏi lực cản của gió mặt trời và sự sống khỏi bức xạ vũ trụ; có bầu khí quyển có hiệu ứng nhà kính ngăn không cho nước đóng băng; có nước làm dung môi phổ quát của sự sống và cuối cùng là có oxy cho phép chúng ta thở.

Ảnh minh họa

Nhưng không giống như một công thức, những thành phần này không hoàn toàn độc lập với nhau. Cũng như trong quá trình chế biến bất kỳ món ăn nào, chỉ khi chúng được kết hợp đúng thứ tự và nấu đúng cách, chúng ta mới có được kết quả là con người có mặt ở đây ngày hôm nay.

Một vụ va chạm lớn là nguồn gốc hành tinh của chúng ta

Khoảng 4,568 tỷ năm trước, ở một góc của thiên hà, một đám mây khí và bụi đã tạo ra một ngôi sao mới được bao quanh bởi một đĩa tiền hành tinh. Vật chất của nó bắt đầu kết tụ lại với nhau với khối lượng ngày càng tăng. Chỉ trong vài triệu năm, Hệ Mặt trời đã hình thành trông giống như ngày nay, nhưng giữa Sao Kim và Sao Hỏa không phải là một hành tinh mà là hai hành tinh.

Theo giả thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất, vụ va chạm sau đó giữa Trái đất nguyên sinh và Theia, một vật thể khác có kích thước bằng sao Hỏa, đã tạo ra Trái đất và Mặt trăng của chúng ta khoảng 4,51 tỷ năm trước. Những con số này thu được bằng cách nghiên cứu tỷ lệ đồng vị của các nguyên tố như chì, được tạo ra bởi sự phân rã phóng xạ của uranium trong hàng tỷ năm.

Ảnh minh họa

Hoàn toàn tình cờ, hành tinh mới này, vẫn còn nóng sáng, nằm trong dải mà các nhà khoa học gọi là vùng Goldilocks, giống như bát cháo “vừa phải” trong truyện cổ tích: đủ xa Mặt trời để nó không bị đóng băng khi nguội đi, như vậy thì nước lỏng có thể tồn tại. Đổi lại, điều này cũng phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh và nhờ cả vào bầu khí quyển đủ dày và đậm đặc để tạo ra hiệu ứng nhà kính, mặc dù không phải là hiệu ứng mạnh. Sao Kim là ví dụ điển hình về hiệu ứng nhà kính quá mạnh có thể biến một hành tinh thành địa ngục bị thiêu đốt.

Hơn nữa, sự bền bỉ của bầu khí quyển này được hỗ trợ bởi một từ trường được tạo ra bởi một lõi hành tinh bằng kim loại nóng chảy đang chuyển động. Nó hoạt động giống như một máy phát điện khổng lồ. Người hàng xóm khác của chúng ta – sao Hỏa là một ví dụ về việc thiếu lá chắn từ tính để bảo vệ hành tinh khỏi sự tấn công của gió mặt trời. Khi lõi của sao Hỏa nguội đi, từ tính cũng mất và bầu khí quyển cũng không còn.

Nước – nguồn gốc của sự sống trên cạn

Nhưng để tất cả những điều kể trên tiến triển, trước hết chúng ta cần sự hiện diện của nước. Trước đây, người ta cho rằng Trái đất sơ khai là một quả cầu khô rực lửa và nước đã đến cùng các thiên thạch và sao chổi rơi xuống Trái đất. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng, bất chấp sự đóng góp của những tác động có thể xảy ra này, phần lớn nước trên Trái đất có thể đã thực sự hình thành từ hydro và oxy có trong chính các khối kiến tạo của hành tinh.

Do đó, khoảng 4,4 tỷ năm trước, chúng ta đã có một Trái đất gần như có thể ở được, được bao phủ bởi một đại dương toàn cầu. Nhưng 3,9 tỷ năm trước, một cuộc oanh tạc dữ dội của tiểu hành tinh đã vô hiệu hóa mọi nỗ lực ban đầu của sự sống. Mặc dù giả thuyết này gần đây đã bị thách thức bởi bằng chứng chỉ ra rằng Trái đất đang nguội đi nhanh chóng. Vào khoảng 3,4 tỷ năm trước, nước đã đạt đến nhiệt độ dễ chịu khoảng 40°C. Bằng chứng địa chất chỉ ra rằng các vi khuẩn trên cạn đã có mặt khoảng 3,8 tỷ năm trước, nhưng có lẽ những sinh vật sống sớm nhất có thể được truy nguyên xa hơn nữa, gần như cùng thời điểm các đại dương được hình thành, trước khi vụ va chạm lớn xảy ra.

Oxy – từ chất độc đến thuốc giải độc

Sự xuất hiện và tiến hóa của sự sống sơ khai là một lĩnh vực mà khoa học sẽ phải tranh cãi rất lâu nữa vì các manh mối vẫn chưa hoàn thiện. Các sinh vật đơn bào đầu tiên sống trong bầu không khí không thể thở được vì các loại khí như metan và amoniac. Khoảng 2,4 tỷ năm trước, cái gọi là Sự kiện oxy hóa lớn đã diễn ra, khi bầu khí quyển bắt đầu tràn ngập oxy ở dạng phân tử dễ thở. Tuy nhiên, một phân tích phân tử so sánh kết luận rằng những thứ này xuất hiện sau quá trình Oxy hóa lớn, để lại sự xuất hiện của oxy có thể thở được cho các vi khuẩn khác, thậm chí còn nguyên thủy hơn.

Ảnh minh họa

Thế nhưng chính nguyên nhân làm cho sự xuất hiện của sự sống phức tạp có thể xảy ra đồng thời lại cũng là nguyên nhân của cuộc đại tuyệt chủng đầu tiên trên Trái đất, vì oxy là chất độc đối với các sinh vật sống sơ khai khác. Đổi lại, phản ứng của oxy với khí metan đã tiêu thụ loại khí nhà kính mạnh mẽ này và tạo ra nước và carbon dioxide, dẫn đến sự thay đổi khí hậu mạnh mẽ. Kết quả là sau đó Trái đất đã bị bao phủ trong băng trong 300 triệu năm.

Do đó, oxy là nguyên nhân chính đầu tiên dẫn đến sự tuyệt chủng trên Trái đất, nhưng đồng thời nó cũng là động cơ của sự sống mới, một bước ngoặt trong quá trình tiến hóa sẽ làm phát sinh các sinh vật đa bào và bùng nổ sự sống như chúng ta biết ngày nay. Những lý do tạo ra sự sống trên hành tinh của chúng ta vô cùng đa dạng và phức tạp, như một cuộc “xổ số vũ trụ”, trong đó, ít nhất theo những gì chúng ta biết, chỉ có duy nhất một giải độc đắc được trao.