Khởi nguồn sự sống trên Trái đất có thể bắt nguồn từ sét

Giúp NTDVN sửa lỗi

Các nhà địa chất học cho biết, những tia sét cũng đóng vai trò quan trọng giống như các thiên thạch trong việc tạo ra điều kiện hoàn hảo cho sự sống xuất hiện trên Trái đất. Khoáng chất được phát hiện trong các thiên thạch rơi xuống Trái đất cách đây hơn 4 tỷ năm, từ lâu đã được coi là thành phần quan trọng cho sự sống phát triển trên hành tinh của chúng ta.

Các nhà khoa học tin rằng một lượng tối thiểu các khoáng chất này cũng được đưa đến Trái đất thuở sơ khai thông qua hàng tỷ lần sét đánh.

Nhưng giờ đây các nhà nghiên cứu từ Đại học Leeds đã xác định rằng các tia sét cũng quan trọng như thiên thạch trong việc thực hiện chức năng thiết yếu này và khơi nguồn cho sự sống bắt đầu.

Họ nói rằng điều này đã cho thấy sự sống có thể phát triển trên các hành tinh giống với Trái đất thông qua cơ chế tương tự bất cứ lúc nào điều kiện khí quyển phù hợp. Ông Benjamin Hess là người dẫn đầu nghiên cứu này trong quá trình học đại học tại Đại học Leeds, khoa nghiên cứu Trái đất và Môi trường.

Ông Hess và những người cố vấn của ông đang nghiên cứu một mẫu fulgurite (hay còn gọi là Búa trời, Sét hóa đá hay Đá hóa thủy tinh) khổng lồ và nguyên sơ, một loại đá được tạo ra khi sét đánh xuống mặt đất. Nó được hình thành khi sét đánh vào một ngôi nhà ở Glen Ellyn, Illinois, Hoa Kỳ vào năm 2016, và được tặng lại cho khoa địa chất tại trường Cao đẳng Wheaton gần đó.

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Leeds ban đầu họ chỉ quan tâm đến cách fulgurite được hình thành ra sao nhưng sau đó đã bị cuốn hút vì phát hiện ra trong mẫu Glen Ellyn có một lượng lớn khoáng chất phốt pho rất không giống như những khoáng chất bình thường, được gọi là Schreibersite.

Mẫu fulgurite được khai quật ở Glen Ellyn, Illinois.
Mẫu fulgurite được khai quật ở Glen Ellyn, Illinois có chứa khoáng chất khởi nguồn cho sự sống. (Hình ảnh: Benjamin Hess)

Phốt pho cần thiết cho sự sống và đóng một vai trò quan trọng trong tất cả các quá trình của sự sống từ vận động đến tăng trưởng và sinh sản. Phốt pho có trên bề mặt Trái đất từ thuở sơ khai được phát hiện có trong các khoáng chất không thể hòa tan trong nước, nhưng khoáng chất Schreibersite thì lại có thể tan được trong nước.

Ông Hess, hiện là Tiến sĩ, từng là sinh viên của Đại học Yale, cho biết: “Nhiều người cho rằng sự sống trên Trái đất bắt nguồn từ vùng nước cạn trên bề mặt Trái đất, theo khái niệm “ao nhỏ ấm áp” nổi tiếng của Darwin.

"Hầu hết những mô hình về cách mà sự sống có thể đã hình thành trên bề mặt Trái đất đều cho thấy các thiên thạch mang một lượng nhỏ khoáng chất Schreibersite. Công trình của chúng tôi tìm thấy một lượng tương đối lớn khoáng chất Schreibersite trong các mẫu đá do sét tạo thành ( fulgurite)”.

"Sét thường xuyên đánh vào Trái đất, ngụ ý rằng phốt pho rất cần thiết cho nguồn gốc của sự sống trên bề mặt Trái đất không chỉ dựa vào các vụ va chạm của thiên thạch. Có thể quan trọng hơn, điều này cũng có nghĩa là sự sống được hình thành trên hành tinh của chúng ta và trên các hành tinh khác tương tự như Trái đất cũng có thể đã hình thành từ rất lâu sau khi các vụ va chạm với thiên thạch trở nên hiếm hoi".

Nhóm nghiên cứu ước tính rằng lượng các khoáng chất phốt pho tạo ra từ các tia sét này vượt qua các khoáng chất có từ những thiên thạch khi Trái đất còn ở vào khoảng 3,5 tỷ năm tuổi, là độ tuổi của các hóa thạch vi mô sớm nhất được biết đến, điều này cho thấy các tia sét có ý nghĩa quan trọng đối với sự xuất hiện của sự sống trên hành tinh.

Hơn nữa, các vụ sấm chớp này có sức tàn phá ít hơn nhiều so với các vụ va chạm với thiên thạch, có nghĩa là chúng ít tác động tới các con đường tiến hóa mong manh thích hợp cho sự sống phát triển.

Mẫu fulgurite được khai quật ở Glen Ellyn, Illinois có chứa khoáng chất khởi nguồn cho sự sống.
Mẫu fulgurite được khai quật ở Glen Ellyn, Illinois có chứa khoáng chất khởi nguồn cho sự sống. (Hình ảnh: Benjamin Hess)

Nghiên cứu mang tên những vụ sấm chớp này được xem như là một động lực chính giúp giảm phốt pho tiền sinh học trên Trái đất thời kỳ sơ khai, được công bố ngày nay trên tạp chí Nature Communications.

Khoa nghiên cứu về Trái đất và Môi trường đã tài trợ cho dự án theo một chương trình cho phép nghiên cứu được dẫn dắt ở bậc đại học bằng cách sử dụng các cơ sở phân tích cấp cao.

Tiến sĩ Jason Harvey, Phó Giáo sư Địa hóa tại khoa Trái đất và Môi trường của Đại học Leeds, và ông Sandra Piazolo, Giáo sư Địa chất và Kiến tạo tại Trường Trái đất và Môi trường, đã cố vấn cho ông Hess trong dự án nghiên cứu này.

Tiến sĩ Harvey cho biết: "Vụ nổ đầu tiên là một sự kiện xảy ra một lần trong hệ mặt trời. Khi các hành tinh đã đạt đến một khối lượng nhất định, các thiên thạch sẽ cung cấp lượng phốt pho không còn đáng kể". Mặt khác, sét đánh không phải là sự kiện xảy ra chỉ một lần như vậy. Nếu điều kiện khí quyển thuận lợi cho việc tạo ra sét, thì các yếu tố cần thiết thích hợp cho việc hình thành sự sống sẽ được đưa lên bề mặt của một hành tinh.

"Điều này có nghĩa là sự sống có thể xuất hiện trên các hành tinh giống như trên Trái đất vào bất kỳ thời điểm nào".

Giáo sư Piazolo cho biết: "Nghiên cứu thú vị của chúng tôi đã mở ra cánh cửa cho một số ý tưởng về phương thức điều tra trong tương lai, bao gồm việc tìm kiếm và phân tích sâu về fulgurite tươi trong môi trường giống như Trái đất thuở sơ khai; phân tích sâu về tầm quan trọng của việc đốt nóng các khoáng chất khác để tìm ra được những đặc điểm như vậy trong hồ sơ về đá, và phân tích thêm về cách bảo quản đá fulgurite tốt nhất để có thể xác định quy mô của các quá trình vật lý và hóa học bên trong”.

"Tất cả những nghiên cứu này sẽ giúp nâng cao hiểu biết của chúng ta về tầm quan trọng của đá fulgurite trong việc thay đổi môi trường hóa học của Trái đất theo thời gian".

Ngọc Mai

Theo phys.org



BÀI CHỌN LỌC

Khởi nguồn sự sống trên Trái đất có thể bắt nguồn từ sét