Trong bộ phim The Martian, phi hành gia Mark Watney (do diễn viên Matt Damon thủ vai) đã sống sót, sau khi bị mắc kẹt trên Hành tinh Đỏ, bằng cách trồng khoai tây trên đất sao Hỏa được bón bằng phân. Ảnh: @ Simple Wikipedia.
Tương tự như thế, các phi hành gia tương lai có thể trồng trọt trên đất sao Hỏa để tránh sự phụ thuộc vào các nhiệm vụ tiếp tế tốn kém quá nhiều chi phí, cùng khối vấn đề phát sinh khác nhau. Ảnh: @ Pleine vie.
Nhưng các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm mới cho thấy rằng, việc trồng trọt trên Hành tinh Đỏ sẽ phức tạp hơn nhiều so với những nhận định trước đây. Nó cũng không hề dễ dàng như mọi người nghĩ. Ảnh: @ SpaceRef.
Để làm rõ vấn đề này, các nhà nghiên cứu Viện Công nghệ Florida ở Melbourne đã trồng rau diếp và cỏ dại Arabidopsis thaliana trong ba loại đất giả mô phỏng đất trên sao Hỏa. Hai loại đất đầu tiên được làm từ các vật liệu khai thác ở Hawaii và Sa mạc Mojave, chúng có đặc điểm vật lý, hình thái trông giống như đất trên sao Hỏa. Ảnh: @AgLab - USDA.
Còn loại đất thứ ba được làm tổng hợp chỉ bằng đá núi lửa, đất sét, muối và chứa các thành phần hóa học khác tương tự như những loại chất hóa học mà tàu tự hành Curiosity của NASA đã thăm dò trên Hành tinh Đỏ và gửi dữ liệu về Trái Đất. Và loại đất tổng hợp này được cho là giống nhất, gần gũi nhất với đất thực tế trên sao Hỏa lẫn mặt vật lý và hóa học. Ảnh: @ Wikipedia.
Nhà sinh hóa Andrew Palmer và các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Florida ở Melbourne đã trồng rau diếp và hạt giống cỏ dại Arabidopsis thaliana trong 3 loại đất mô phỏng sao Hỏa dưới ánh sáng và nhiệt độ được kiểm soát trong nhà, giống như cách các phi hành gia thí nghiệm trồng cây trên sao Hỏa. Các cây được trồng ở nhiệt độ 22°C và độ ẩm khoảng 70%. Ảnh: @ NightCafe.
Kết quả cho thấy, trong khi cả rau diếp và A. thaliana đều sống sót trong đất giống sao Hỏa lấy từ các vật liệu tự nhiên khai thác ở Hawaii và Sa mạc Mojave, thì không loại nào cây nào có thể sinh sống trong đất tổng hợp chỉ chứa đá núi lửa, đất sét, muối và chứa các thành phần hóa học như có trên đất sao Hỏa. Ảnh: @ WIRED.
Hạt giống của cả hai loài đều nảy mầm và phát triển trong đất có vật liệu khai thác từ Hawaii và Sa mạc Mojave, và cây được bón phân hỗn hợp nitơ, kali, canxi và các chất dinh dưỡng khác. Nhưng trong điều kiện tương tự, không có hạt giống nào của cả hai loài cây trên có thể nảy mầm trong đất tổng hợp. Ảnh: @ Earth.com.
Nhà khoa học hành tinh Kevin Cannon ở Colorado giải thích, đất trên Trái Đất chứa đầy vi khuẩn và các chất hữu cơ khác giúp thực vật phát triển, nhưng đất trên sao Hỏa về cơ bản là các loại đá nghiền tổng hợp từ nhiều loại đá, đất khô cằn, nghèo chất dinh dưỡng khác nhau. “Vậy nên, kết quả thí nghiệm mới này cho thấy, nếu bạn muốn trồng cây trên sao Hỏa bằng đất, bạn sẽ phải bỏ ra rất nhiều công sức để biến đổi vật liệu đất đó thành thứ mà thực vật có thể phát triển", Cannon nói. Ảnh: @Businessner.
Kevin Cannon còn nghi ngờ rằng, vấn đề với đất tổng hợp ở trên còn do nó có độ pH cao, khoảng 9,5, còn hai loại đất tự nhiên khai thác từ Hawaii và Sa mạc Mojave có độ pH chỉ khoảng 7. Khi các nhà nghiên cứu xử lý đất tổng hợp bằng axit sunfuric để giảm độ pH xuống 7,2, các cây con được cấy ghép trực tiếp chỉ sống sót được một tuần, nhưng cuối cùng lại cũng chết trên loại đất tổng hợp đó. Ảnh: @LinkedIn.
Nhóm nghiên cứu cũng gặp phải một vấn đề khác. Edward Guinan, một nhà sinh vật học vũ trụ tại Đại học Villanova ở Pennsylvania, cho rằng, công thức đất tổng hợp ban đầu của họ không bao gồm canxi perchlorate, một loại muối độc hại mà các quan sát gần đây cho thấy, nó chiếm khoảng 2 phần trăm bề mặt sao Hỏa. Khi nhóm của Edward Guinan thêm canxi perchlorate vào đất tổng hợp ở nồng độ tương tự như nồng độ được thấy trên sao Hỏa, cả rau diếp và A. thaliana đều không mọc được. Ảnh: @The Mars Society.
Nhưng canxi perchlorate có thể không phải là một vấn đề lớn. Edward Guinan cho biết “Có những loại vi khuẩn trên Trái đất thích canxi perchlorate như một loại thức ăn”. Khi các vi khuẩn ăn muối này, chúng thải ra oxy. Nếu những vi khuẩn này được đưa từ Trái đất đến sao Hỏa để ăn canxi perchlorate trong đất sao Hỏa, Guinan hình dung rằng, các sinh vật này không chỉ có thể loại bỏ một thành phần độc hại của đất sao Hỏa, mà còn có thể giúp tạo ra oxy để thở cho các phi hành gia. Ảnh: @mainichi.
Hơn nữa, theo Edward Guinan cách xử lý chính xác cần thiết để biến đất trên sao Hỏa thành đất canh tác có thể khác nhau, tùy thuộc vào nơi các phi hành gia định cư. Guinan cho biết: "Có lẽ tùy thuộc vào nơi bạn hạ cánh, địa chất và thành phần hóa học của đất tại nơi đó như thế nào". Ảnh: @Sci-news.
