Nghiên cứu mới tiết lộ hệ vi sinh vật phát triển mạnh mẽ trong điều kiện khắc nghiệt dưới lòng đất, giúp lưu trữ một lượng lớn carbon.
Khi các mảng đại dương hoặc lục địa va chạm với nhau, một mảng sẽ bị đẩy lên phía trên và tạo thành núi lửa, trong khi mảng còn lại bị đẩy xuống và đi vào trong lớp phủ Trái đất. Đây là quá trình góp phần chính vào sự dịch chuyển của các nguyên tố hóa học giữa lớp bề mặt và lớp bên trong của hành tinh.
Thông thường, quá trình này tạo ra những điều kiện vô cùng khắc nghiệt, nơi lớp phủ trộn với lớp vỏ bị nấu chảy thành dung nham với áp suất và nhiệt độ cực cao. Sự sống từng được cho là không thể tồn tại trong môi trường như vậy, nhưng những nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng vi khuẩn có thể thâm nhập vào lòng đất sâu hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Điều này mở ra khả năng khám phá các loại tương tác sinh học chưa từng được biết đến xảy ra trong quá trình kiến tạo mảng sâu.
Trong một báo cáo mới trên tạp chí Nature Geoscience, các nhà khoa học từ Đại học Tennessee của Mỹ do Phó giáo sư Karen Lloyd dẫn đầu cho biết đã tìm thấy một loài vi khuẩn hoàn toàn mới phát triển mạnh trong môi trường "bạo lực" nằm sâu bên dưới Costa Rica, nơi xảy ra quá trình hút chìm mảng đại dương. Nhóm nghiên cứu có được phát hiện này sau khi lấy mẫu các cộng đồng vi sinh vật sống dưới lòng đất được đưa lên bề mặt thông qua hoạt động của suối nước nóng tự nhiên.
PGS. Lloyd (nữ) cùng cộng sự lấy mẫu vi khuẩn tại suối nước nóng ở Costa Rica. (Ảnh: Tom Owens).
Vi khuẩn mới được đặt tên là Chemolithoautotrophs có chế độ ăn uống rất độc đáo, cho phép tạo ra năng lượng mà không cần ánh sáng mặt trời. Chúng chủ yếu tiêu thụ các chất hóa học liên quan carbon, lưu huỳnh và sắt được tạo ra từ sự kiện va chạm.
Nghiên cứu chỉ ra rằng hệ sinh thái vi sinh vật này đang cô lập một lượng lớn carbon sinh ra từ quá trình hút chìm mảng đại dương. Ước tính, chúng giúp giảm tới 22% lượng carbon được vận chuyển đến lớp phủ, thứ cuối cùng có thể được giải phóng vào bầu khí quyển.
"Chemolithoautotrophs sử dụng năng lượng hóa học để xây dựng cơ thể. Những vi khuẩn này để tạo thành nền tảng của một hệ sinh thái rộng lớn và chứa đầy sinh vật nguyên sinh và thứ cấp. Nó giống như một khu rừng rộng lớn, nhưng nằm dưới lòng đất", Lloyd nhấn mạnh.
Nghiên cứu mới cho thấy rằng, carbon có thể bị hút hết để nuôi một hệ sinh thái tồn tại mà không cần năng lượng mặt trời. Điều này có nghĩa là sinh học có thể ảnh hưởng đến sự di chuyển của dòng carbon giữa trong và ngoài lớp vỏ Trái đất. Phát hiện này buộc các nhà khoa học phải thay đổi cách họ nghĩ về chu kỳ carbon sâu trên quy mô thời gian địa chất.