Nếu có cơ hội, khi đi quanh các sa mạc trên thế giới, chúng ta có thể sẽ bắt gặp những tảng đá sẫm màu, trông như những bức tranh trên đá, đặc biệt là ở những nơi có Mặt Trời chiếu sáng nhất và có nước nhỏ xuống hoặc sương đọng lại.
Ở một số địa điểm, nếu may mắn, chúng ta có thể thấy chúng như các tác phẩm nghệ thuật cổ đại — những bức tranh trên đá. Sau nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã hiểu rõ hơn về các bức tranh trên đá này. Trước đây họ cho rằng chúng chỉ là những vết ố đen bí ẩn và không thể giải thích được. Trên một số các tảng đá, chúng ta có thể thấy những lớp phủ sẫm màu, có thể là đen, lớp phủ sẫm màu này được gọi là vecni sa mạc hoặc dầu bóng sa mạc (ngoài ra cũng có các tên khác như: sơn bóng sa mạc, sơn bóng đá, gỉ đá, và gỉ sa mạc).
Đặc biệt là, khoa học vẫn chưa đưa ra kết luận chính xác về nguồn gốc của lớp dầu bóng sa mạc này, chỉ biết rằng chúng thường có nồng độ mangan cao.
Thành phần cấu thành lớp dầu bóng sa mạc
Hiện tại, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ California, Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và các nơi khác nghĩ rằng họ đã có câu trả lời. Theo một bài báo gần đây trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, dầu bóng sa mạc được cấu thành bởi các cộng đồng vi sinh vật, khi chúng sử dụng mangan để chống lại ánh nắng của sa mạc.
Usha Lingappa, một nghiên cứu sinh tại Caltech và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết bí ẩn về lớp sơn bóng đã được đề cập đến nhiều lần trong quá khứ. Bà nói: “Nhiều nhà khoa học đã viết về nó, Alexander von Humboldt đã viết về nó”, và có một cuộc tranh luận lâu dài về việc liệu dầu bóng sa mạc có nguồn gốc sinh học hay vô cơ.
Tuy nhiên, Lingappa cho biết, bà và các đồng nghiệp của mình không thực sự có ý định tìm hiểu về nguồn gốc của dầu bóng sa mạc. Thay vào đó, họ muốn nghiên cứu về cách các hệ sinh thái vi sinh vật trong sa mạc tương tác với dầu bóng sa mạc.
Để làm như vậy, họ đã triển khai nhiều kỹ thuật như: giải trình tự DNA, phân tích khoáng chất, kính hiển vi điện tử. Ngoài ra, với sự hỗ trợ của nhà khoa học Samuel Webb từ cơ sở nguồn sáng bức xạ Synchrotron Stanford (SSRL) của phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia SLAC, Hoa Kỳ, họ đã sử dụng các phương pháp quang phổ tia X tiên tiến để ánh xạ các loại mangan khác nhau và các nguyên tố khác trong các mẫu dầu bóng sa mạc.
Lingappa cho biết: “Bằng cách kết hợp những góc nhìn khác nhau, có lẽ chúng ta có thể vẽ ra một bức tranh tổng quát về hệ sinh thái vi sinh vật trong sa mạc và hiểu nó theo những cách mới. Đó là cách chúng tôi bắt đầu, và sau đó chúng tôi tình cờ đưa ra giả thuyết”, đó là giả thuyết về sự hình thành của dầu bóng sa mạc.
Một vài quan sát quan trọng mà nhóm nghiên cứu thu được là: mặc dù mangan trong bụi ở sa mạc thường ở dạng hạt, nhưng nó được lắng đọng thành nhiều lớp liên tục trong dầu bóng. Thực tế tiết lộ rằng bằng cách sử dụng phương pháp quang phổ tia X tại SSRL, không chỉ có thể cho biết hợp chất hóa học nào tạo nên một mẫu dầu bóng sa mạc nhưng cũng cho biết cách chúng được phân phối trên quy mô hiển vi (microscopic scale) trong toàn bộ mẫu dầu bóng sa mạc.
Phân tích tương tự cho thấy rằng các loại hợp chất mangan trong dầu bóng sa mạc là kết quả của các chu trình hóa học đang diễn ra, chứ không phải bị phơi dưới ánh nắng mặt trời trong hàng thiên niên kỷ. Những thông tin này, kết hợp với sự phổ biến của vi khuẩn có tên Chroococcidiopsis, loại vi khuẩn này sử dụng mangan để chống lại tác động oxy hóa dưới ánh nắng khắc nghiệt ở sa mạc, những điều này làm cho Lingappa và nhóm của bà kết luận rằng lớp sơn bóng trên đá là do những vi khuẩn đó để lại.
Về phía mình, Webb nói rằng ông ấy luôn thích các dự án liên quan đến mangan — “Tôi là một mangaphile được một thời gian rồi” (theo sự hiểu biết của người dịch, mangaphile ngụ ý rằng ông ấy đã làm việc với mangan trong nhiều năm) — và dự án này đã đến vào thời điểm hoàn hảo, nhờ những tiến bộ trong quang phổ tia X tại SSRL.
Ông cũng cho biết thêm, những cải tiến về kích thước của chùm tia X cho phép các nhà nghiên cứu có được hình ảnh chi tiết hơn về dầu bóng sa mạc, và những cải tiến khác đảm bảo rằng họ có thể nhìn rõ các mẫu dữ liệu thí nghiệm của mình mà không có nguy cơ làm hỏng chúng.
“Chúng tôi luôn mày mò và tinh chỉnh mọi thứ, và tôi nghĩ đây là thời điểm thích hợp cho một dự án mà có lẽ 5 hay 10 năm trước không thực sự khả thi”, ông nói.
Theo Phys.org
