Sự sống dưới lớp băng Nam Cực

KH&CN nước ngoài<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Sự sống dưới lớp băng Nam Cực<br /> Các nhà khoa học đã có những khám phá mới đầy bất ngờ về sự sống đang ẩn sâu dưới lớp băng<br /> dày hàng km ở vùng xa xôi nhất của Trái đất - Tây Nam Cực. Những khám phá này được tin tưởng sẽ<br /> giúp làm sáng tỏ nhiều vấn đề quan trọng như: thời điểm các dải băng tan và sự biến đổi của khí hậu<br /> trong lịch sử phát triển của Trái đất để từ đó đưa ra các dự báo cho tương lai; thông tin về các dạng<br /> sống trong môi trường bao phủ bởi băng sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu hơn về khả năng tồn tại sự<br /> sống trong các môi trường tương tự ở sao Mộc, sao Thổ hay dưới bề mặt sao Hỏa.<br /> <br /> Dự án SALSA - SALSA), với sự tham gia của<br /> các nhà khoa học đến từ hơn 10<br /> Châu Nam Cực là lục địa nằm<br /> trường đại học và viện nghiên cứu.<br /> xa nhất về phía nam của Trái đất,<br /> có diện tích 14 triệu km2. Đây là Các nhà khoa học sẽ sử dụng<br /> lục địa lớn thứ năm về diện tích, các thiết bị hiện đại để khoan<br /> sau châu Á, châu Phi, Bắc Mỹ và thẳng xuống đáy của lớp băng<br /> Nam Mỹ. Khoảng 98% diện tích dày hàng km để tiếp cận các hồ<br /> châu Nam Cực bị bao phủ bởi một này, trước hết là hồ Mercer - một<br /> lớp băng có bề dày trung bình 1,9 trong những hồ ngầm lớn nhất ở<br /> km, chứa 26,5 triệu km3 băng, Tây Nam Cực (có diện tích 160<br /> chiếm khoảng 61% lượng nước km2, gấp đôi bang Manhattan).<br /> Trạm nghiên cứu của các nhà khoa học<br /> ngọt trên Trái đất. Ước tính, nếu Hồ Mercer nằm trong nhóm 9<br /> trong Dự án SALSA đặt tại Nam Cực.<br /> toàn bộ băng ở châu Nam Cực hồ ngầm ở Tây Nam Cực được<br /> tan hết thì mực nước biển trên thế phát hiện lần đầu tiên vào năm Các nhà khoa học dự đoán,<br /> giới sẽ dâng cao khoảng 70 m, 2006, khi các phép đo độ cao từ môi trường dưới lớp băng ở Nam<br /> nhấn chìm khoảng 2,2 triệu km2 vệ tinh cho thấy bề mặt băng ở Cực có thể là một hệ sinh thái đa<br /> diện tích đất liền. một số nơi có sự tăng, giảm có dạng, nơi sự sống, băng, nước và<br /> Ẩn sâu dưới lớp băng dày hàng tính chu kỳ khoảng 10 m trong đá tạo thành một mạng lưới các<br /> km ở Nam Cực có khoảng hơn 400 nhiều tháng. Các nhà nghiên cứu tương tác phức tạp. Mặc dù vậy,<br /> hồ ngầm. Để biết rõ hơn về những về sông băng tại Viện Hải dương cho đến trước khi dự án SALSA<br /> dòng sông, hồ, đất ngập nước - học Scripps (California, Mỹ) nhận được triển khai, các nhà khoa học<br /> nơi liên tục bị che phủ bởi băng ra rằng, chúng chính là những hồ mới chỉ có khả năng thực hiện<br /> và không tiếp xúc với ánh sáng nước ngầm được đổ đầy và làm các mũi khoan sâu và thu thập<br /> mặt trời, Quỹ khoa học quốc gia cạn đi theo chu kỳ, khiến cho lớp được những bằng chứng sinh học<br /> Mỹ đã tài trợ gần 4 triệu USD cho băng phía trên bị nâng lên và sau đầu tiên tại hồ Whillans (cách hồ<br /> Dự án tiếp cận khoa học những đó lại xẹp xuống. Đây cũng là Mercer 40 km) vào năm 2013.<br /> hồ ngầm Nam Cực (Subglacial phương pháp để phát hiện các hồ Trước đó, con người chỉ nhìn<br /> Antarctic Lakes Scientific Access ngầm khác ở Nam Cực. thấy các hồ này một cách gián<br /> <br /> <br /> <br /> 54<br /> Soá 4 naêm 2019<br />  KH&CN nước ngoài<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Các nhà nghiên cứu sử dụng máy khoan<br /> nước nóng để khoan xuyên qua lớp<br /> Công cụ giúp mang bùn từ Hồ Mercer băng, tạo ra một lối vào có đường kính<br /> lên. chỉ 60 cm. Xung quanh miệng lối vào<br /> Bản đồ các hồ ngầm dưới lớp băng Nam này là vòng đệm tia cực tím công suất<br /> Cực. các nhà khảo sát mong đợi tìm cao được thiết kế để tiêu diệt bất kỳ vi<br /> thấy ở nơi đây là hệ sinh thái biệt khuẩn nào trên các dụng cụ có thể làm<br /> tiếp, thông qua radar xuyên băng lập nhất trên Trái đất. ô nhiễm hồ.<br /> và các kỹ thuật viễn thám khác.<br /> Sau khi lỗ khoan chạm được<br /> Để hiểu rõ hơn về quần xã sinh kết nối với đại dương ở cùng giai<br /> vào Mercer, các nhà nghiên cứu<br /> vật dưới băng này, dự án SALSA đoạn nào đó. Cả hai hồ có thể đã<br /> của dự án đã thu thập các mẫu<br /> đang thực hiện khám phá, thu thông với đại dương trong hàng<br /> nước và bùn từ bên trong ống<br /> thập mẫu để nghiên cứu về địa chục ngàn năm, nhóm nghiên<br /> khoan này. Sau đó, họ đưa xuống<br /> sinh học dưới băng, hoạt động cứu hy vọng sẽ hiểu được những<br /> hồ một thiết bị nhỏ được điều<br /> của nước lỏng, carbon trầm tích sinh vật trong hồ Mercer hiện<br /> hữu cơ và các quá trình địa chất ở khiển từ xa qua lỗ khoan rộng 60<br /> đang sử dụng nguồn thức ăn nào.<br /> hồ ngầm Mercer. cm để khám phá vùng nước tối<br /> Chúng có thể tồn tại dựa trên<br /> bằng máy quay video và lấy mẫu<br /> amoni, metan và các hợp chất<br /> Sự sống dưới lớp băng bằng tay gắp robot.<br /> hữu cơ khác từ nguồn thực phẩm<br /> Phát hiện tại hồ Mercer Các trầm tích thu được từ đáy đã có từ vài nghìn năm trước còn<br /> hồ Mercer có thể cung cấp manh lại, hoặc chúng có thể tiêu thụ<br /> Đầu tháng 1/2019, các nhà<br /> mối về mức độ bị tổn thương của vật liệu không dễ tiêu hóa có từ<br /> nghiên cứu của dự án đã có<br /> lớp băng bao phủ Tây Nam Cực hàng triệu năm. Khám phá các vi<br /> những khám phá bất ngờ về xác<br /> đối với sự nóng lên toàn cầu. Khi sinh vật và các con vật nhỏ cùng<br /> của các loài giáp xác cổ đại và<br /> so sánh với mẫu trầm tích thu chế độ ăn uống của chúng có thể<br /> một số sinh vật nhỏ bé được gọi<br /> được từ đáy biển Ross gần đó giúp nhóm nghiên cứu dự đoán số<br /> là gấu nước khi khoan lấy mẫu từ<br /> cho thấy lớp băng bao phủ trên lượng sinh vật có thể sống trong<br /> lòng hồ nước ngầm Mercer có độ<br /> biển Ross đã sụp đổ hàng chục các hồ ngầm khác, nơi đã bị cô<br /> sâu 1.067 m dưới lớp băng. Mặc<br /> lần trong 6 triệu năm qua. Hồ lập lâu hơn rất nhiều.<br /> dù nhiệt độ nước của hồ dưới 00C<br /> Mercer nằm trong đất liền cách<br /> nhưng vẫn không bị đóng băng Nhóm nghiên cứu hiện đang<br /> điểm nghiên cứu trên biển Ross<br /> do áp lực quá mạnh từ những lớp có kế hoạch sắp xếp theo trật tự<br /> khoảng 800 km có thể mang lại<br /> băng phía trên. Các nhà nghiên các mẩu DNA từ xác của các loài<br /> manh mối quan trọng về những<br /> cứu của dự án SALSA đã sử dụng vật nhỏ để xác định những động<br /> chu kỳ bao phủ và sụp đổ của lớp<br /> nước nóng để khoan và làm tan vật này là loài nước mặn hay nước<br /> băng phủ trong những đợt lạnh và<br /> chảy băng, tạo ra một lỗ thông ngọt. Bên cạnh đó thu thập thêm<br /> ấm trước đó.<br /> qua lớp băng dày hơn 1 km, thẳng thông tin để xác định nguồn gốc<br /> xuống đáy của hồ ngầm. Hồ nước Hồ Mercer có kích thước gấp của những xác động vật này,<br /> ngầm Mercer đã tách biệt khỏi đôi hồ được thăm dò trước đây là chúng là sinh vật tại hồ này hay<br /> phần còn lại của thế giới trong Whillans và sâu hơn gấp 5 lần - bị trôi dạt đến từ những khu vực<br /> hàng ngàn năm. Hệ sinh thái mà nhưng có lẽ cả hai đã cùng được khác và những diễn biến khí hậu<br /> <br /> <br /> <br /> 55<br /> Soá 4 naêm 2019<br />  KH&CN nước ngoài<br /> <br /> <br /> đã diễn ra trong quá khứ. có môi trường sống thuận lợi vào<br /> thời kỳ nhiều tỷ năm trước đây, khi<br /> Phát hiện tại hồ ngầm<br /> nước có mặt trên bề mặt của nó.<br /> Whillans<br /> Nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng<br /> Năm 2013, một số thành viên nếu sự sống tồn tại trên sao Hỏa,<br /> của nhóm nghiên cứu cũng đã phần lớn nó sẽ sống nhờ carbon<br /> từng khoan thăm dò một hồ ngầm do các sinh vật quang hợp tạo ra<br /> gần đó có tên là hồ Whillans và và lắng đọng xuống đáy, vào thời<br /> nhận thấy nó có rất nhiều vi khuẩn mà hành tinh này ẩm ướt hơn.<br /> Các nhà nghiên cứu kéo các trầm tích<br /> - nhiều hơn những gì họ mong đợi từ đáy hồ Whillans năm 2013. Ngoài ra, với những nghiên<br /> ở một nơi bị cắt khỏi nguồn năng<br /> cứu về trầm tích từ đáy hồ Mercer,<br /> lượng của Mặt trời. Bằng chứng rác trong bùn hồ. Có một di sản<br /> các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ<br /> thu được từ việc khoan thăm dò tài nguyên biển mà các vi khuẩn<br /> xác định được thời điểm mở rộng<br /> tại hồ Whillans đã tạo ra dữ liệu vẫn đang khai thác cho cuộc sống<br /> và thu hẹp của các khối băng ở<br /> định hình cho hoạt động khảo sát của chúng hiện tại.<br /> phía tây Nam Cực. “Bằng chứng<br /> tại hồ Mercer, hai địa điểm cách<br /> Khi khoan vào hồ Whillans, các này có thể chỉ ra thời điểm các<br /> nhau khoảng 40 km. Nước từ hồ<br /> nhà nghiên cứu từng nghĩ rằng nó dải băng tan chảy đáng kể trong<br /> Whillans có tới 130.000 tế bào vi<br /> đã bị băng bao phủ ít nhất 120.000 quá khứ và khí hậu lúc đó như thế<br /> khuẩn/ml - mật độ này lớn hơn từ<br /> năm, hoặc có thể lên tới 400.000 nào. Nó sẽ giúp chúng tôi dự báo<br /> 10 đến 100 lần so với dự kiến của<br /> năm, trùng với lần cuối cùng khối khi nào hiện tượng nóng lên toàn<br /> nhiều nhà nghiên cứu. Các nhà<br /> băng ở Tây Nam Cực được cho cầu sẽ kích hoạt sự tan chảy của<br /> khoa học tìm thấy hồ Whillans tràn<br /> là đã tan chảy mạnh đến nỗi khu khối băng ở phía tây Nam Cực, từ<br /> ngập vi khuẩn, nhưng không thấy<br /> vực hồ đã bị tan chảy được tiếp đó làm tăng mực nước biển toàn<br /> dấu hiệu của sự sống cao hơn.<br /> xúc với đại dương. Nhưng bằng cầu”, David Harwood, thành viên<br /> Nhiều vi sinh vật thu được năng<br /> chứng thu được cho thấy rằng hồ của nhóm nghiên cứu cho biết.<br /> lượng của chúng bằng cách oxy<br /> Whillans đã được kết nối với đại<br /> hóa amoni hoặc metan, có thể là Sau khi hoàn thành công việc<br /> dương có thể chỉ trong khoảng từ<br /> từ các lớp trầm tích dưới đáy hồ. lấy mẫu tại hồ Mercer, các nhà<br /> 5-10 ngàn năm trước đây.<br /> Thông tin này rất quý giá vì nó gợi khoa học sẽ bịt lỗ khoan và trở<br /> ý rằng hệ sinh thái của hồ mặc dù Thông điệp từ quá khứ về với các mẫu thu thập được<br /> bị cắt khỏi nguồn năng lượng của để bước vào giai đoạn phân tích<br /> Theo các nhà khoa học, việc<br /> Mặt trời và quá trình quang hợp, chuyên sâu nhằm tiếp tục khám<br /> hiểu biết về sinh quyển dưới băng<br /> nhưng một cách gián tiếp vẫn phụ phá ra những thông tin quan trọng<br /> ở Nam Cực sẽ cung cấp các thông<br /> thuộc vào nguồn năng lượng này. khác ?<br /> tin về những môi trường tương tự<br /> Các nhà khoa học đã nghiên ẩn sâu dưới lớp băng trên sao Ngọc Minh (tổng hợp)<br /> cứu hồ Whillans nghi ngờ rằng Hỏa, sao Mộc, sao Thổ hoặc Mặt<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> amoni và khí mêtan bốc lên từ trăng. Các nhà khoa học lãnh đạo<br /> tầng bùn của hồ với những xác 1. www.salsa-antarctica.org.<br /> dự án SALSA hy vọng rằng hệ<br /> chết thối rữa của các sinh vật biển sinh thái hồ Mercer và Whillans sẽ 2. www.facebook.com/salsaantarctica/.<br /> tích tụ trong thời kỳ ấm áp, hàng làm sáng tỏ những loại hình nào 3. www.nature.com./articles/d41586-<br /> triệu năm trước, khi khu vực này của sự sống có thể tồn tại trong 019-00106.<br /> được bao phủ bởi đại dương chứ môi trường xa xôi và khắc nghiệt 4. www.nature.com/articles/d41586-<br /> không phải băng. Bằng chứng là như vậy. Nó cũng có thể gợi ý về 018-07669-3.<br /> nguồn thực phẩm này đến từ vỏ việc có bao nhiêu dạng sống (nếu<br /> của tảo cát (tảo đơn bào) và các có) có thể tồn tại dưới bề mặt sao<br /> mảnh xương của bọt biển nằm rải Hỏa - ​​một hành tinh từng là nơi<br /> <br /> <br /> <br /> 56<br /> Soá 4 naêm 2019<br />