Phát hiện 'thành phố bị mất tích' có thể giải mã nguồn gốc sự sống

Các nhà khoa học vừa khám phá một thế giới kỳ bí dưới đáy Đại Tây Dương – nơi được mệnh danh là Thành phố bị mất tích (Lost City) – với những tháp khoáng sản sừng sững có thể tiết lộ cách sự sống đầu tiên nhen nhóm trên hành tinh chúng ta.

Hệ thống thủy nhiệt Lost City nằm sâu hơn 700 mét dưới mặt biển, trên sườn của một ngọn núi ngầm thuộc dãy sống núi giữa Đại Tây Dương – một dãy núi khổng lồ dưới biển phân định ranh giới giữa các mảng kiến tạo và là điểm nóng của các hoạt động địa chất.

Lost City được tạo thành từ những ngọn tháp đá cacbonat cao chót vót, hình thành từ phản ứng hóa học giữa nước biển và đá nóng từ bên dưới đáy biển.

Hệ sinh thái cổ xưa sống không cần ánh sáng

Theo các nhà nghiên cứu, Lost City đã tồn tại hơn 120.000 năm, là hệ thống thủy nhiệt lâu đời nhất từng được biết đến dưới đại dương.

Gần đây, họ đã lấy được một mẫu lõi đá từ lớp phủ Trái Đất tại khu vực này – đây là nguồn năng lượng sâu trong lòng đất nuôi dưỡng hệ thống phun thủy nhiệt.

Mẫu lõi đá này có thể giúp giới khoa học hiểu rõ hơn về các phản ứng hóa học dưới đáy biển sâu, nơi sản sinh ra hydrocarbon – hợp chất hữu cơ hình thành từ carbon và hydro – trong điều kiện không có ánh sáng hay oxy, vốn là nguồn dinh dưỡng nuôi sống hệ vi sinh vật dưới đáy biển.

Điều đặc biệt là các phản ứng tương tự có thể từng xảy ra hàng tỷ năm trước, góp phần tạo ra sự sống đầu tiên trên Trái Đất.

Lost City được tạo thành từ các cột đá carbonate cao tới gần 60 mét – hình thành từ quá trình serpentin hóa, khi nước biển tương tác với đá trong lớp phủ sâu dưới đáy biển. Quá trình này giải phóng khí methane và hydro – 2 thành phần then chốt nuôi dưỡng hệ vi sinh vật sống không cần ánh sáng hay oxy, điều hiếm thấy trên Trái Đất.

Vị trí cô lập, nằm cách trục sống núi giữa Đại Tây Dương khoảng 14 km về phía tây và ngay phía nam quần đảo Azores, đã giúp hệ sinh thái ở đây tránh xa tác động của con người suốt hàng nghìn năm, giữ nguyên vẹn một môi trường tương đồng với điều kiện sơ khai của hành tinh.

Nguy cơ từ khai thác biển sâu

Các miệng phun thủy nhiệt, với tên gọi như IMAX, Poseidon, Seeps và Nature, liên tục phun ra dòng chất lỏng ấm, kiềm – tạo nên môi trường ổn định cho sự sống trong một trong những khu vực khắc nghiệt nhất hành tinh.

Bên trong các ống khói, nhiệt độ lên đến 90°C – không đủ sôi, nhưng vừa đủ để thúc đẩy các phản ứng hóa học tạo thành hydrocarbon.

Không giống hầu hết các hệ thống thủy nhiệt khác được nuôi dưỡng bởi nhiệt núi lửa, Lost City được vận hành bởi năng lượng hóa học từ lớp phủ Trái Đất, tạo nên cấu trúc và thành phần hóa học độc đáo.

Bên trong các ống khói, các vi sinh vật sống trong bóng tối hoàn toàn, không cần oxy, chỉ dùng methane và hydro làm nguồn năng lượng. Phía ngoài, một số loài sinh vật hiếm như tôm, ốc, cầu gai và lươn bám vào các cấu trúc giàu khoáng chất.

Tuy nhiên, các loài động vật lớn rất ít xuất hiện do nguồn năng lượng ở đây khá hạn chế – không có ánh sáng hay chuỗi thức ăn phong phú như các hệ sinh thái gần mặt biển.

Địa điểm này nằm cách trục Mid-Atlantic Ridge khoảng 15 km về phía tây, ngay phía nam Azores. Vị trí xa xôi của nó khiến nó tránh xa sự can thiệp của con người.

Theo tạp chí Smithsonian, nhà vi sinh vật học William Brazelton nhận định: “Đây là một dạng hệ sinh thái có thể đang hoạt động ngay lúc này trên Enceladus hoặc Europa” – hai mặt trăng của Sao Thổ và Sao Mộc, được cho là có đại dương bên dưới lớp băng, mở ra hy vọng rằng sự sống có thể tồn tại ngoài Trái Đất.

Một số tháp khoáng ở Lost City đã phát triển tới chiều cao 60 mét trong hàng chục nghìn năm, và các nhà khoa học cho rằng nơi này giống như một phòng thí nghiệm tự nhiên, giúp quan sát cách sự sống có thể hình thành từ môi trường không có ánh sáng, thực vật hay động vật.

Năm 2017, Cơ quan Đáy biển Quốc tế (ISA) đã cấp phép cho chính phủ Ba Lan khai thác một khu vực trên sống núi giữa Đại Tây Dương trong vòng 15 năm – bao gồm cả khu vực bao quanh Lost City.

Dù bản thân Lost City không có trữ lượng khoáng sản giá trị, nhưng các khu vực lân cận có thể chứa các sulfide đa kim – mục tiêu tiềm năng cho khai thác biển sâu trong tương lai.

Tuy nhiên, các hoạt động khai thác gần hệ thống thủy nhiệt có thể khuấy động trầm tích, giải phóng hóa chất độc hại hoặc hạt bụi vào cột nước, gây tổn hại cho hệ sinh thái xung quanh, kể cả khi Lost City không bị ảnh hưởng trực tiếp.

Trong khi Lost City không có vật liệu khai thác thì các khu vực lân cận có thể là mục tiêu cho các hoạt động khai thác biển sâu trong tương lai.

Công ước Đa dạng Sinh học đã công nhận Lost City là “Khu vực Biển có Tầm quan trọng Sinh học hoặc Sinh thái” (EBSA) dựa trên tính độc đáo, đa dạng sinh học và giá trị khoa học của nó.

Danh hiệu này giúp các nhà khoa học có cơ sở vận động cho các biện pháp bảo vệ, tuy nhiên hiện chưa có ràng buộc pháp lý.

Trong khi đó, UNESCO đang xem xét đưa địa điểm này vào danh sách Di sản Thế giới, điều có thể tạo ra sự hậu thuẫn quốc tế mạnh mẽ hơn nhằm ngăn chặn khai thác và can thiệp.

Giới khoa học cho rằng cần hành động khẩn cấp để bảo vệ Lost City. Một khi hệ thống bị xáo trộn, có thể không bao giờ phục hồi – và nhân loại có thể mất đi bằng chứng sống động về cách sự sống khởi đầu trên Trái Đất.

Lost City được tìm thấy dưới đáy Đại Tây Dương nắm giữ manh mối về nguồn gốc sự sống.

Theo Daily Mail

Hải Yến