Phát hiện oxy dưới đáy đại dương có thể viết lại lịch sử Trái Đất

Trong không gian chỉ toàn bóng tối dưới đáy Thái Bình Dương, các nhà khoa học đã phát hiện ra oxy nhưng không phải do các sinh vật sống tạo ra mà từ những cục kim loại có hình thù kỳ lạ giống những củ khoai tây phát ra lượng điện năng gần tương đương những viên pin AA.

Cục kim loại có hình thù kỳ lạ giống những củ khoai tây từ đáy biển đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Ảnh: newscientist.com

Nhóm tác giả của nghiên cứu tin rằng phát hiện bất ngờ này có nhiều ý nghĩa tiềm ẩn và thậm chí có thể thay đổi cơ bản những lý thuyết về khởi đầu của sự sống trên Trái Đất.

Người ta từng cho rằng chỉ những sinh vật sống như thực vật và tảo mới có khả năng tạo ra oxy thông qua quá trình quang hợp – vốn cần có ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên, ở độ sâu 4km bên dưới bề mặt Thái Bình Dương, ánh sáng Mặt Trời không thể soi tới, nhóm nghiên cứu đã ghi nhận sự tồn tại của oxy phát ra từ các mô quặng hỗn hợp khoáng sản nhỏ (polymetallic nodules) – gọi là oxy tối.

Phát hiện được ghi nhận tại vùng Clarion-Clipperton (CCZ), một vùng đồng bằng vực thẳm trải dài giữa Hawaii và Mexico mà các công ty khai thác mỏ có kế hoạch thu hoạch các mô quặng hỗn hợp. Các mô kim loại – thường được gọi là “pin trong đá” – rất giàu kim loại như coban, niken, đồng và mangan, tất cả đều được sử dụng trong pin, điện thoại thông minh, tua bin gió và tấm pin Mặt Trời.
Nhóm nhà khoa học quốc tế đã điều một tàu nhỏ đến tầng CCZ để tìm hiểu xem việc khai thác có thể tác động như thế nào đến những loài động vật kỳ lạ và chưa được biết đến đang sống ở nơi không có ánh sáng chiếu tới. Tác giả chính của nghiên cứu Andrew Sweetman thuộc Hiệp hội Khoa học Hàng hải Scotland (SAMS) cho biết nhóm phát hiện ra điều thú vị trên khi đang tìm cách đo mức độ tiêu thụ oxy ở đáy biển.

Để làm như vậy, họ đã sử dụng một thiết bị kỳ để thu giữ một lượng trầm tích. Thông thường, lượng oxy còn lại trong buồng thiết bị sẽ giảm khi các sinh vật sử dụng hết nhưng lần này điều ngược lại xảy ra – lượng oxy tăng lên, điều không thể xảy ra trong bóng tối không có quá trình quang hợp. Vì vậy, nhóm nghiên cứu mang một số mô quặng hỗn hợp lên tàu để lặp lại thử nghiệm. Một lần nữa, lượng oxy lại tăng lên. Sau đó, nhóm nghiên cứu còn nhận thấy các mô quặng này mang theo sự thay đổi điện đáng kinh ngạc. Trên bề mặt của các mô, nhóm nghiên cứu đã phát hiện mức điện áp cao gần bằng pin AA. Các nhà nghiên cứu cho biết điện tích này có thể tách nước biển thành hydro và oxy trong quá trình gọi là điện phân nước biển. Phản ứng hóa học này xảy ra ở mức điện áp khoảng 1,5 volt – xung quanh mức sạc của pin AA.

Giám đốc SAMS, Nicholas Owens, cho biết đây là “một trong những phát hiện thú vị nhất về khoa học đại dương trong thời gian gần đây”. Việc phát hiện ra oxy được tạo ra kể cả khi không có quá trình quang hợp có thể làm thay đổi suy nghĩ về khởi nguồn của quá trình tiến hóa của sự sống phức tạp trên hành tinh. Quan điểm được duy trì từ lây nay là oxy được tạo ra lần đầu tiên vào khoảng 3 tỷ năm trước bởi các vi khuẩn cổ xưa gọi là vi khuẩn lam và sau đó đã có sự phát triển dần dần của sự sống phức tạp. Tuy nhiên, phát hiện của nhóm cho thấy sự sống có thể bắt đầu ở nơi khác ngoài đất liền. Nhóm nghiên cứu còn mở rộng vấn đề rằng nếu quá trình này đang diễn ra trên hành tinh của chúng ta, thì liệu nó có thể giúp tạo ra môi trường sống giàu oxy trên các thế giới đại dương khác ngoài vũ trụ như Enceladus và Europa, đồng thời tạo cơ hội cho sự sống tồn tại?
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Geoscience.