Một tảng đá 2 tỷ năm tuổi vừa nứt ra, để lộ bên trong bí mật chấn động

Tháng 9/2024, các nhà khoa học từ Đại học Tokyo, Nhật Bản, đã công bố một khám phá đột phá: họ tìm thấy vi sinh vật sống bên trong một tảng đá núi lửa có niên đại khoảng 2,05 tỷ năm tuổi ở Nam Phi.

Trước đây, lớp địa chất cổ nhất từng tìm thấy vi sinh vật sống chỉ là trầm tích 100 triệu năm tuổi dưới đáy đại dương. Phát hiện này đã kéo dài kỷ lục về sự sống được bảo tồn trong đá sâu lên gấp 20 lần.

Giáo sư Yohey Suzuki, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Đây là một khám phá cực kỳ thú vị”.

Sự sống dựa vào hóa chất, không cần ánh sáng

Địa điểm khai thác mẫu vật là Phức hợp mácma Bushveld ở Nam Phi. Đây là một trong những khối đá mácma cổ đại lớn nhất trên hành tinh, được hình thành khi magma nguội đi và cứng lại thành đá mafic.

Sự ổn định của khu vực này chính là yếu tố then chốt. Trong suốt hàng tỷ năm, khối đá này gần như không trải qua quá trình nung nóng hay đứt gãy lớn nào. Sự ổn định địa chất này đã tạo điều kiện lý tưởng để các cộng đồng vi sinh vật sống chậm chạp, thưa thớt có cơ hội tồn tại và để lại những dấu vết sự sống mờ nhạt.

Các nhà khoa học nhận định rằng, nếu các phản ứng hóa học nhỏ có thể cung cấp năng lượng cho sự sống kéo dài qua hàng tỷ năm, thì Bushveld là nơi hoàn hảo để tìm kiếm.

Các vi khuẩn này không sống sót nhờ ánh sáng mặt trời. Chúng cư trú trong các vết nứt nhỏ li ti bên trong đá, tồn tại bằng cách dựa vào năng lượng hóa học. Nguồn năng lượng này được giải phóng khi nước phản ứng với khoáng chất bên trong đá.

Sự sống trong môi trường sâu dưới lòng đất diễn ra cực kỳ chậm chạp và ổn định, được bảo vệ hoàn toàn khỏi mọi biến động trên bề mặt Trái Đất suốt hàng tỷ năm.

Xác minh sự sống bản địa

Để khẳng định vi khuẩn là cư dân thật sự của tảng đá chứ không phải bị nhiễm bẩn từ quá trình khoan, nhóm nghiên cứu đã áp dụng quy trình kiểm tra cực kỳ nghiêm ngặt.

Họ sử dụng các hạt nhựa huỳnh quang để kiểm tra, đảm bảo không có bất kỳ chất lỏng hay vi khuẩn hiện đại nào xâm nhập vào bên trong lõi đá.

Sau khi xác định lõi đá là "sạch", các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm bằng chứng sự sống ở cấp độ vi mô. Họ sử dụng một phương pháp có độ phân giải cao gọi là Quang phổ hồng ngoại quang nhiệt quang học (O-PTIR) để lập bản đồ dấu vân tay hóa học.

Các lát cắt mỏng của tảng đá cho thấy các đường vân hẹp phát sáng tại các bước sóng cho thấy sự hiện diện của protein. Sau đó, họ nhuộm mẫu bằng thuốc nhuộm liên kết DNA và kiểm tra lại bằng kính hiển vi huỳnh quang. Tại chính những vị trí giàu protein, họ phát hiện các đốm hình tế bào nhỏ bé, nhiều đốm chỉ rộng chưa đến một micron, tụ lại thành từng cụm.

Các nghiên cứu sâu hơn chỉ ra rằng những đường vân này được lấp đầy bởi saponite, một loại khoáng sét giàu magie. Khoáng sét đã đóng gói các vết nứt cực kỳ chặt, vừa bảo vệ tế bào khỏi nhiễm bẩn bên ngoài, vừa tạo ra môi trường sống.

Các khoáng chất trong đá núi lửa này khi phản ứng với nước đã giải phóng khí hydrogen, một nguồn năng lượng quý giá. Sự sống này không cần ánh sáng, chỉ dựa vào hóa học ổn định để duy trì sự sống cực kỳ chậm chạp và bền bỉ trong bóng tối vĩnh cửu.

Khám phá này không chỉ mở rộng bản đồ về nơi sự sống có thể tồn tại trên Trái Đất mà còn có ý nghĩa lớn đối với ngành thiên văn sinh học.

Giáo sư Suzuki bày tỏ sự hào hứng về tiềm năng tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác.

Ông nói: "Tàu thăm dò Perseverance của NASA sẽ mang về các mẫu đá từ sao Hỏa. Việc chúng tôi có thể tìm thấy và xác nhận chính xác các tế bào bản địa 2 tỷ năm tuổi trên Trái Đất làm tăng hy vọng rằng chúng ta cũng có thể tìm thấy sự sống trong các mẫu vật từ sao Hỏa."

Nguồn: Earth.com