Language
Country/Area
No result found
Từ các mỏ dầu đến hầm mỏ, các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng đáng ngạc nhiên về sự sống sâu dưới bề mặt.
Sâu bên trong lòng đất là một thế giới sống bí ẩn và phi thường vượt ngoài sức tưởng tượng của chúng ta. Trên hành trình từ các mỏ dầu đến các mỏ khoáng sản, các nghiên cứu của các nhà khoa học đã tiết lộ bằng chứng về các dạng sống dưới biển sâu này, cho thấy khả năng sinh tồn và tầm quan trọng của chúng trong hệ sinh thái. Điều này khiến chúng ta tự hỏi: Những cuộc sống sâu sắc hơn này tương tác như thế nào với cuộc sống thường ngày của chúng ta?
Định nghĩa và đặc điểm của tầng sinh quyển sâu
Sinh quyển sâu là hệ sinh thái của sinh quyển Trái Đất nằm ở độ sâu vài mét dưới bề mặt đại dương và kéo dài đến độ sâu 10 km dưới bề mặt lục địa và 21 km dưới bề mặt đại dương.
Các dạng sống trong tầng sinh quyển sâu bao gồm vi khuẩn cổ, vi khuẩn và sinh vật thực sự, và có sự đa dạng di truyền tương đương với sự sống trên bề mặt.
Những sinh vật này có thể sống sót dưới nhiệt độ và áp suất cực cao, và tốc độ trao đổi chất năng lượng của chúng thấp hơn nhiều so với sinh vật trên bề mặt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sinh khối của tầng sinh quyển sâu chiếm khoảng 90% toàn bộ tầng sinh quyển. Khám phá này thách thức những quan niệm truyền thống của chúng ta về sự tồn tại của sự sống và cho phép các nhà khoa học khám phá sâu hơn về sự sống có thể tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt.
Khám phá sớm và sự thay đổi trong suy nghĩ
Ngay từ những năm 1920, nhà địa chất Edson Bastin và nhà vi sinh vật học Frank Greer đã bắt đầu khám phá lý do tại sao nước trong mỏ dầu lại chứa các hóa chất như hydro sunfua và bicarbonate, những hợp chất thường do vi khuẩn tạo ra nhưng lại xuất hiện ở độ sâu không thể duy trì sự sống. Họ đã nuôi cấy thành công vi khuẩn khử sunfat kỵ khí, đây là một trong những bằng chứng ban đầu về sự tồn tại của sự sống sâu dưới lòng đất.
Năm 1931, Charles Lipman lần đầu tiên đề cập đến trạng thái ngủ đông khô sinh học bằng cách kích hoạt lại vi khuẩn đã bị niêm phong trong 40 năm.
Nhưng phải đến những năm 1980, lĩnh vực này mới bắt đầu được chú ý khi các nhà khoa học tìm cách ngăn ngừa ô nhiễm. Nghiên cứu của DOE đã dẫn đến việc khám phá sự sống ở độ sâu và phát triển các kỹ thuật lấy mẫu đặc biệt để giảm thiểu ô nhiễm từ các vi sinh vật bề mặt.
Điều kiện sống sót của cuộc sống sâu thẳm
Để hiểu cách những sinh vật biển sâu này tồn tại, trước tiên chúng ta phải hiểu cách chúng lấy năng lượng. Hầu hết sự sống trên bề mặt phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời và vật chất hữu cơ, trong khi sự sống ở độ sâu chủ yếu dựa vào phản ứng oxy hóa khử hóa học như một nguồn năng lượng.
Các chất cho electron như hydro, mêtan và các hợp chất lưu huỳnh khử trở thành "thức ăn" của chúng, trong khi các chất nhận electron như nitơ oxit và carbon dioxide trở thành "sản phẩm hô hấp" của chúng.
Trong môi trường như vậy, tốc độ trao đổi chất của vi sinh vật rất chậm và chúng thậm chí có thể không phân chia một lần trong hàng nghìn năm, điều này khiến các nhà khoa học ngạc nhiên. Những vi sinh vật này dần dần thay đổi thành phần hóa học của môi trường xung quanh trong quá trình tồn tại và trở thành một phần quan trọng trong sự tồn tại của Trái Đất.
Công nghệ hiện đại và khám phá tương lai
Sinh học phân tử hiện đại và các kỹ thuật sinh lý học đã giúp chúng ta khám phá và phân tích tốt hơn các hệ sinh thái vi khuẩn sâu bên trong. Ví dụ, thông qua giải trình tự DNA môi trường, các nhà khoa học có thể xác định sự đa dạng của các vi sinh vật này mà không cần phải nuôi cấy.
Bốn loài vi khuẩn mới và ba loài vi khuẩn cổ mới được cho là đã được phát hiện lần đầu tiên tại Mỏ Richmond ở California, Hoa Kỳ.
Những tiến bộ công nghệ này không chỉ thay đổi cách chúng ta quan sát sinh học mà còn khiến chúng ta phải suy nghĩ về cách tìm kiếm các dạng sống tiềm tàng trong các hệ sinh thái sâu như vậy và tác động của chúng đến môi trường và công nghệ.
Kết luận: Tương lai của chúng ta trong cuộc sống sâu thẳm
Tất cả các nghiên cứu đều cho thấy những khám phá về tầng sinh quyển sâu không chỉ cung cấp những hiểu biết mới về các quy luật của sự sống mà còn có thể có ý nghĩa sâu sắc đối với cách chúng ta nhìn nhận lịch sử và tương lai của Trái đất. Tiềm năng sinh tồn được các nhà khoa học tiết lộ khiến chúng ta phải suy ngẫm: Sự tồn tại của sự sống sâu thẳm sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sự hiểu biết của chúng ta về sự sống và các cuộc khám phá khoa học trong tương lai?
