'Đá sống' tại Nam Phi hấp thụ carbon siêu tốc

Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Khoa học Đại dương Bigelow (Mỹ) và Đại học Rhodes (Nam Phi) đồng chủ trì. Đối tượng nghiên cứu là các microbialite – những khối đá phân lớp được hình thành từ các cộng đồng vi sinh vật thông qua quá trình hấp thụ và kết tủa khoáng chất hòa tan thành cấu trúc rắn, tương tự như rạn san hô.

Trái với quan điểm trong các sách giáo khoa cho rằng những thực thể này gần như đã tuyệt chủng, Tiến sĩ Rachel Sipler, tác giả chính của nghiên cứu, khẳng định: "Chúng tôi đã tìm thấy những cộng đồng vi sinh vật mạnh mẽ, có khả năng phát triển nhanh chóng trong những điều kiện đầy thách thức".

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành nhiều chuyến thực địa trong nhiều năm tại 4 hệ thống microbialite ở phía Đông Nam Nam Phi, nơi nước cứng giàu canxi rò rỉ từ các cồn cát ven biển. Tại đây, các "hòn đá sống" phải đối mặt với môi trường biến động cực đoan: chúng có thể bị khô cạn hoàn toàn vào hôm trước nhưng lại tiếp tục phát triển vào hôm sau. Kết quả đo đạc cho thấy các cấu trúc này có thể tăng trưởng chiều dọc tới gần 2 inch (khoảng 5 cm) mỗi năm.

Điểm gây kinh ngạc nhất trong nghiên cứu là khả năng hấp thụ carbon của microbialite diễn ra liên tục 24/7. Trước đây, giới khoa học giả định quá trình này chỉ được thúc đẩy bởi quang hợp. Tuy nhiên, dữ liệu thực nghiệm cho thấy tỷ lệ hấp thụ carbon vào ban đêm cao tương đương ban ngày. Các nhà khoa học xác nhận vi sinh vật tại đây đã sử dụng các quy trình chuyển hóa khác ngoài quang hợp để hấp thụ carbon trong bóng tối, tương tự như cách các vi sinh vật sống tại các miệng phun nhiệt dưới đáy biển sâu tồn tại.

Dựa trên tỷ lệ hằng ngày, nhóm nghiên cứu ước tính mỗi mét vuông microbialite có thể hấp thụ từ 9 đến 16 kg khí CO2 mỗi năm. Để so sánh, một diện tích microbialite chỉ bằng một sân quần vợt có thể hấp thụ lượng CO2 tương đương với 3 mẫu Anh (khoảng 1,2 héc ta) rừng mỗi năm. Điều này biến chúng thành một trong những cơ chế sinh học lưu trữ carbon dài hạn hiệu quả nhất từng được quan sát trong tự nhiên.

Nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt quan trọng giữa microbialite và các thảm vi sinh vật trong đầm lầy ven biển. Trong khi vi sinh vật ở đầm lầy chuyển hóa năng lượng thành chất hữu cơ dễ bị phân hủy, thì microbialite lại cô lập carbon vào các trầm tích khoáng chất canxi cacbonat ổn định và bền vững.

Sự kết hợp giữa các phương pháp nghiên cứu đa ngành, từ phân tích di truyền cộng đồng vi sinh vật đến hóa địa chất, đã giúp các nhà khoa học xây dựng một bức tranh hoàn chỉnh về cách thức các cấu trúc cổ xưa này tương tác với môi trường hiện đại. Hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm hiểu các yếu tố môi trường và biến thể vi sinh vật ảnh hưởng như thế nào đến sự chuyển hóa carbon trong các hệ thống khác nhau.

Hồng Minh (TTXVN)