Một nơi trên Trái Đất có nước lỏng nhưng không có sự sống

Trong những năm gần đây, nghiên cứu về các dạng sống cực độ đã thu hút sự chú ý của các nhà sinh vật học vũ trụ. Việc khám phá các dạng sống ở một số môi trường khắc nghiệt nhất Trái Đất đã giúp định hình suy nghĩ của chúng ta về sự sống ngoài địa cầu. Sự sống trên những thế giới khác có lẽ không cần kiểu nhiệt độ, môi trường cân bằng mà đa số sự sống trên Trái Đất thích nghi.

Việc tìm kiếm sự sống và khả năng ở được trên các hành tinh và vệ tinh khác đều tập trung vào nước thể lỏng. (Và trong một trường hợp, hydrocarbon lỏng) Các tế bào cần nước lỏng để thực hiện chức năng của chúng; đó là điều hiển nhiên.

Một điều cũng hiển nhiên là bất cứ nơi nào trên Trái Đất bạn tìm thấy nước, thì bạn tìm thấy sự sống. Trong các lỗ thông nhiệt đưới đáy biển, ở sâu trong các hang động, trong dung nham mới trồi lên, và trên các sông băng. Thậm chí có dạng sống dựa trên sự phân rã phóng xạ của uranium để tồn tại. Cứ như là ở đâu có sự sống trên Trái Đất, thì ở đó có nước.

Mãi cho đến lúc này.

Các hồ nước nóng ở Dallol.

Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Pháp và Tây Ban Nha tập trung vào một nơi trên Trái Đất tại đó nước lỏng có dồi dào, nhưng sự sống không có mặt. Khu vực ấy tên gọi là Dallol, và nó là một cánh đồng địa nhiệt ở Ethiopia. Nổi bật ở đó là những hồ nước nóng, nhiễm acid, siêu mặn. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature.

Khu vực Dallol đã được các nhà khoa học nghiên cứu trước đây, và các nghiên cứu đó cho biết sự có mặt của sự sống. Nhưng công trình mới này lật ngược những kết quả đó, và tiêu biểu cho trường hợp một môi trường khắc nghiệt, thậm chí cực đoan, không tồn tại sự sống.

Hồi tháng Năm 2019, Nature đã công bố một nghiên cứu mang tựa đề “Các vi sinh vật cực nhỏ trong điều kiện đa cực đoan của núi lửa Dallol, Bắc Afar, Ethiopia”. Trong phần giới thiệu bài báo viết “Ở đây chúng tôi báo cáo bằng chứng đầu tiên cho sự sống tồn tại với các suối nước nóng này bằng cách sử dụng kết hợp các phân tích hình thái học và phân tử.” Các nhà nghiên cứu cho biết rằng có bằng chứng của sự sống chôn vùi trong các trầm tích khoáng chất,” và rằng các dạng sống ấy thuộc Chủng Nanohaloarchea, các sinh vật được tìm thấy trong các môi trường siêu mặn khác.

Thế nhưng nghiên cứu này đưa đến một kết luận khác: không có sự sống trong các hồ nước khắc nghiệt ở Dallol.

“Sau khi phân tích nhiều mẫu hơn các công trình trước đây, cộng với sự kiểm soát đầy đủ không làm chúng nhiễm bẩn và một phương pháp luận được hiệu chỉnh tốt, chúng tôi xác nhận không có dạng sống vi sinh trong các hồ nước mặn, nóng và độ acid siêu cao này, hoặc trong các hồ nước mặn giàu magnesium gần đó,” phát biểu của nghiên cứu đứng đầu nhóm, Puri López García trong một thông cáo báo chí.

Lopez Garcia cho biết các nghiên cứu trước đây có lẽ đã tìm thấy các cấu trúc hiển vi trông na ná như các tế bào khi nhìn dưới kính hiển vi. Song phân tích của họ chỉ ra rằng bản chất sinh học của chúng không đúng khi xem xét thật kĩ bằng phương pháp khoa học. “Trong các nghiên cứu khác, ngoài khả năng làm nhiễm bẩn mẫu do vi khuẩn cổ từ vùng đất liền bên, thì các hạt khoáng chất này có thể được hiểu là các tế bào hóa thạch, khi mà trên thực tế chúng hình thành tự phát trong nước mặn dù rằng chẳng có sự sống.”

Địa mạo Dallol là một vùng hoạt động thủy nhiệt mạnh. Có một miệng núi lửa chứa đầy muối, trong đó sức nóng làm sôi nước, và trong đó các chất khí độc tỏa ra. Dallol nằm trong Lòng chão Danakil trong Tam giác Afar. Nó là một khu vực xa xôi hẻo lánh nổi tiếng với địa mạo và màu sắc như thể trên một thế giới khác.

Phong cảnh trông như một thế giới khác của Dallol. Màu sắc thay đổi do sự oxy hóa khác nhau của sắt vô cơ. Ảnh: Kotopoulou Electra

Các suối thủy nhiệt ở Dallol phun nước nhiệt độ cao lên tới 108^oC. Nó thiếu oxy, siêu mặn, và độ acid siêu cao. Trong môi trường này, theo Lopez Garcia, một số kết tủa khoáng chất Dallol giàu silica có thể trông giống như tế bào vi sinh khi nhìn dưới kính hiển vi.

Khu vực xung quanh các hồ nước có chứa đa dạng sinh vật ưa mặn nguyên thủy, nhưng chính các hồ nước thì không. “Cái thật sự tồn tại là sự đa dạng vi khuẩn cổ ưa mặn trong sa mạc và các hẽm núi mặn xung quanh địa điểm thủy nhiệt,” nhà sinh vật học Lopez Garcia giải thích, “nhưng chính các hồ siêu acid và siêu mặn thì không có, trong cái gọi là các hồ Đen Vàng chứa nhiều magnesium của Dallol cũng chẳng có. Và toàn bộ chuyện này cứ tồn tại bất chấp thực tế sự phân tán vi sinh cường độ mạnh trong khu vực này, do gió và các vị khách con người gây ra.

Chúng ta thật hào hứng khi phát hiện nước trên một thế giới khác, cái cho đến nay vẫn chưa là một phát hiện thường xuyên. Nhưng nghiên cứu này chỉ ra rằng sự có mặt của nước, mặc dù vẫn còn trêu ngươi và đáng theo đuổi về mặt khoa học, chẳng hoan nghênh thứ gì hết. Quả vậy, nghiên cứu chỉ ra rằng các môi trường như thế này có thể xuất hiện các cấu trúc hiển vi trông như có nguồn gốc sinh học, nhưng thật ra không phải. Nó cho thấy rằng các môi trường nước lỏng có thể là không có sự sống.

Các miệng thủy nhiệt, các cột muối và thềm đất tại Dallol, Ethiopia. Ảnh: Electra Kotopoulou

“Ngoài ra, nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng rằng có những nơi trên mặt đất, ví dụ như các hồ nước Dallol, không có sự sống tồn tại mặc dù chúng có chứa nước lỏng,” Lopez Garcia nhấn mạnh.

Các hồ nước Dallol không hoan nghênh sự sống xuất hiện. Sự kết hợp của nhiệt độ cao, độ acid cao, và độ mặn siêu cao tạo ra một rào cản đối với các sinh vật sống. Ở những hồ nước khác, có dồi dào muối magnesium chaotropic. Các tác nhân chaotropic làm bẻ gãy liên kết hydrogen giữa các phân tử nước và đồng thời làm biến tính các phân tử sinh học.

Giả sử sự sống trên những thế giới khác có cơ chế hóa sinh giống sự sống Trái Đất, thì chẳng có gì sống sót được trong kiểu môi trường này. “Chúng ta sẽ không kì vọng tìm thấy các dạng sống trong các môi trường tương tự trên những hành tinh khác, chí ít không phải các dạng sống dựa trên cơ chế hóa sinh tương tự như hóa sinh địa cầu,” Lopez Garcia nói.

Nguồn: Gizmodo

Bài trước | Bài kế tiếp