Phát hiện đầu tiên một hệ sinh thái dưới đại dương chưa từng được khám phá

MINH DƯƠNG

VHO - Các nhà nghiên cứu biển mới đây đã phát hiện ra một hệ sinh thái biển sâu đáng kinh ngạc, được nuôi dưỡng bởi khí thoát ra từ các vết nứt dưới đáy đại dương.

Phát hiện đầu tiên một hệ sinh thái dưới đại dương chưa từng được khám phá - ảnh 1
Các nhà khoa học khám phá vùng hadal giữa Nga và Alaska cho biết họ đã phát hiện ra hệ sinh thái sâu nhất từng được biết đến, có khả năng duy trì sự sống mà không cần ánh sáng mặt trời. Ảnh: IDSSE, CAS

Theo một nghiên cứu mới, chuyến thám hiểm đã phát hiện ra các vi khuẩn sản sinh mê-tan và động vật không xương sống biển, sinh sống trong điều kiện khắc nghiệt, nơi tia nắng mặt trời không thể chiếu tới.

Trong chuyến thám hiểm đại dương, sau khi chỉ còn 30 phút nữa là kết thúc nhiệm vụ lặn, nhà địa hóa học Mengran Du đã quyết định khám phá một đoạn rãnh cuối cùng nằm giữa Nga và Alaska, sâu khoảng 5.800 đến 9.500 mét (19.000 đến 30.000 feet) dưới bề mặt đại dương, trong vùng được gọi là vùng hadal.

Bà cho biết bắt đầu nhận thấy "những sinh vật kỳ diệu", bao gồm nhiều loài trai và giun ống chưa từng được ghi nhận ở độ sâu như vậy dưới bề mặt đại dương.

Đáng chú ý, bà đã tình cờ phát hiện ra là một đoạn dài khoảng 2.500 km, được cho là hệ sinh thái sâu nhất từng được biết đến của các sinh vật sử dụng hợp chất hóa học metan, thay vì ánh sáng mặt trời để tồn tại. 

Bà Du là đồng tác giả chính của một nghiên cứu đã mô tả những phát hiện này trên tạp chí Nature vào ngày 30.7 .

Vùng hadal, chủ yếu bao gồm các rãnh và máng đại dương là môi trường sâu nhất và ít được khám phá nhất trên Trái Đất. 

Ở độ sâu này, "sự sống cần những mánh khóe để tồn tại và phát triển ở đó", bà Du, Giáo sư và là nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Biển sâu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, giải thích.

Theo Cục Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA), một trong những bí mật nằm ở vi khuẩn đã tiến hóa để sống bên trong trai và giun ống. 

Vi khuẩn này chuyển đổi khí mê-tan và hydro sunfua từ các khe nứt lạnh - những vết nứt dưới đáy biển rò rỉ các hợp chất này dưới dạng chất lỏng - thành năng lượng và thức ăn mà vật chủ có thể sử dụng, cho phép các sinh vật sống trong điều kiện không có ánh sáng mặt trời.

Bà Du cho biết, phát hiện này cho thấy cộng đồng này có thể tồn tại ở các rãnh hadal khác, mở ra cơ hội cho các nghiên cứu sâu hơn về khả năng sống sót ở độ sâu dưới đại dương của những loài động vật này.

Hệ sinh thái biển sâu được nuôi dưỡng bởi khí mê-tan

Sau khi phân tích các mẫu trầm tích thu thập được từ chuyến thám hiểm, bà Du và nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra nồng độ khí mê-tan cao. Phát hiện này thật đáng ngạc nhiên, vì trầm tích biển sâu thường chứa nồng độ hợp chất rất thấp.

Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết các vi sinh vật sống trong hệ sinh thái này chuyển hóa chất hữu cơ trong trầm tích thành carbon dioxide, và carbon dioxide thành methane — điều mà các nhà nghiên cứu không biết vi sinh vật có thể làm được.

Bà Du cho biết vi khuẩn đã sống bên trong các loài trai và giun ống sau đó sử dụng methane này tổng hợp hóa học để tồn tại.

Còn có một phát hiện khác nữa. Trước đây, các nhà khoa học cho rằng quần thể sinh vật tổng hợp hóa học dựa vào chất hữu cơ, chẳng hạn như từ các sinh vật chết và các hạt trôi dạt từ các sinh vật sống, rơi từ bề mặt đại dương xuống đáy biển. 

Nhưng khám phá này cho thấy những vi sinh vật sản sinh mê-tan đang tạo ra một nguồn phân tử hữu cơ cục bộ mà các sinh vật lớn hơn như trai có thể sử dụng làm thức ăn và năng lượng.

"Mê-tan là một phần của chu trình carbon. Vì vậy, khám phá này cũng chỉ ra các rãnh hadal đóng vai trò quan trọng hơn trong chu trình đó so với những gì chúng ta từng nghĩ, Giáo sư Du giải thích.

Các nhà khoa học từ lâu đã hiểu rằng mê-tan được lưu trữ dưới dạng chất lỏng nén sâu trong đới hút chìm, nơi các mảng kiến tạo gặp nhau bên dưới đáy đại dương, cuối cùng được giải phóng thông qua "các khe hở lạnh" ở đáy các rãnh hadal. 

Giờ đây, khi nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra quá trình tổng hợp hóa học ở độ sâu như vậy, họ đưa ra giả thuyết các rãnh hadal không chỉ đóng vai trò là các bể chứa mà còn là các trung tâm tái chế mê-tan.

Điều này cho thấy "một lượng lớn carbon tồn tại trong trầm tích và được các vi sinh vật tái chế". 

Thật vậy, các nhà khoa học gần đây đã ước tính trầm tích vùng hadal có thể lượng tạo ra lượng carbon hữu cơ nhiều gấp 70 lần so với đáy biển xung quanh.

Những cái gọi là bể chứa carbon này rất quan trọng đối với hành tinh của chúng ta, bởi vì mê-tan và carbon dioxide là hai loại khí nhà kính chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu trong khí quyển.