Sự kiện kỳ lạ từ lòng đất: Bí mật mới của các nhà khoa học đã được tiết lộ, điều đó là gì?

Đào sâu vào nghiên cứu lòng đất là cách mà các nhà khoa học đang cố gắng 'phát hiện bệnh' cho Trái Đất của chúng ta.

Theo trang web Askabiologist thuộc Đại học bang Arizona (Mỹ), nếu Oxy chiếm hơn 65% khối lượng cơ thể con người, thì Carbon chiếm 18,5%.

Cùng với Oxy, Carbon được coi là nguyên tố của sự sống vì chúng tạo ra những hợp chất cần thiết cho sự sống, bao gồm Carbohydrate, Lipid (chất béo), Protein (chất đạm) và Axit Nucleic (tạo nên DNA và RNA).

Tất cả các nguyên tố này (Oxy, Carbon, Hydro, Nitơ...) đều có trong thực phẩm chúng ta tiêu thụ hàng ngày. Chúng cũng tồn tại trong đại dương, đá và các môi trường sống khác. Đặc biệt, Carbon - nguyên tố hình thành từ vụ nổ sao - vô cùng quan trọng đối với mọi hình thức sống và vì vậy không có gì lạ khi 90% lượng Carbon trên Trái Đất được tìm thấy dưới lòng đất.

Thậm chí, National Geographic còn chỉ ra rằng, tổng lượng Carbon của vi khuẩn và vi sinh vật phát triển mạnh mẽ ở sâu dưới lòng đất còn nhiều gấp 700 lần so với tổng lượng Carbon trong cơ thể của 7,7 tỷ con người đang sống trên trái đất hiện nay.

Một trong những cộng đồng sinh thái lớn nhất dưới lòng đất là một trong những khám phá đáng chú ý từ dự án Deep Carbon Observatory (DCO) kéo dài hàng thập kỷ. DCO thu hút 1.200 chuyên gia, nhà nghiên cứu quốc tế từ 55 quốc gia nhằm mục đích khám phá hoạt động sống sâu trong lòng đất của Trái Đất.

'Cho đến nay, chúng ta đã hiểu rõ nhiều về hành tinh của chúng ta thông qua hệ thống sinh thái và địa lý của Trái Đất. Đây là một hệ thống phức tạp có sự liên kết chặt chẽ với nhau.' Giám đốc điều hành DCO Robert Hazen của Viện Khoa học Carnegie (Mỹ) chia sẻ.

Trong thập kỷ vừa qua, DCO đã triển khai 268 dự án và thực hiện 1.400 nghiên cứu. National Geographic đã tổng kết những điểm nổi bật đáng kinh ngạc về sự sống dưới lòng đất, vai trò của nó trong quá trình hình thành của Trái Đất và đưa ra cảnh báo cho tương lai của hành tinh.

Carbon từ cây cỏ và động vật đi sâu vào lòng đất thông qua quá trình hấp thụ khi các tấm đại dương chìm xuống dưới các tấm lục địa trong hàng triệu năm.

Sau khi chìm xuống lòng đất ở các độ sâu khác nhau, Carbon lại trở lại mặt đất dưới dạng kim cương, đá, hoặc khí thải CO2 từ núi lửa...

Nói một cách khác, giống như chúng ta, Trái Đất liên tục 'tiêu thụ' và 'tái sinh' Carbon, thường là dưới dạng Carbon dioxide (CO2). Tuy nhiên, chu trình Carbon tự nhiên và ổn định này đã bị gián đoạn do sự can thiệp của con người.

Chúng ta đẩy Carbon trở lại mặt đất bằng cách khai thác và đốt cháy lượng lớn Hydrocarbon: Dầu, khí và than. Đồng thời, việc phá rừng, xây dựng thành phố và mạng lưới giao thông... đã làm giảm khả năng 'hấp thụ' Carbon của hành tinh chúng ta.

Sự gián đoạn của chu trình Carbon đã tạo ra cái mà chúng ta biết đến là khủng hoảng khí hậu. Biến đổi khí hậu tạo ra mối đe dọa ngay lập tức đối với con người, không phải ở tương lai xa mà là trong một hoặc hai thế hệ tiếp theo.

Trong vòng 20 đến 40 năm tới, phải giảm thiểu khí thải CO2 từ nhiên liệu hóa thạch và phải 'lọc sạch' một lượng lớn CO2 hiện có trong khí quyển để ngăn chặn mức độ gia nhiệt toàn cầu đang nguy hiểm này, Robert Hazen nhấn mạnh.

Dự án DCO cũng nâng cao niềm tin vào khả năng tồn tại của sự sống ngoài Trái Đất.

Theo phân tích của các nhà khoa học, kim cương tự nhiên được tạo ra từ Carbon, nhưng hầu hết chứa các tạp chất nhỏ. Đối với các nhà nghiên cứu, các tạp chất này là quý giá. Các tạp chất này, hay còn gọi là thể vùi, đã tiết lộ về khí Methane 'phi sinh học' - một nguồn năng lượng cho sự sống ở sâu trong lòng đất.

Khi nước tiếp xúc với khoáng vật Olivin dưới áp lực mạnh, Olivin biến thành một loại khoáng chất khác là Serpentin (khoáng vật phổ biến trong đá) và sinh ra khí Methane 'phi sinh học'.

Vi sinh vật và vi khuẩn sâu dưới lòng đất có thể tận dụng năng lượng hóa học [từ quá trình biến đá dưới áp suất và nhiệt độ cực cao tạo ra khí Methane 'phi sinh học'] trên Trái Đất, và điều tương tự có thể xảy ra trên các hành tinh khác ngoài Trái Đất. Bởi vì Olivin cũng được phát hiện trong thiên thạch, trên Mặt Trăng và sao Hỏa.

Phát hiện này cũng dẫn đến đề xuất rằng sự sống nguyên thủy có thể bắt nguồn và phát triển trong lòng đất chứ không phải trong đại dương như nhiều nhà khoa học đã nghĩ.

Kim cương cũng cung cấp cho các nhà nghiên cứu DCO bằng chứng rằng, dưới lòng đất có nhiều nước hơn chúng ta nghĩ. Chúng chủ yếu bị giam cầm trong các tinh thể khoáng chất dưới dạng ion thay vì là nước trong đại dương, sông hồ trên mặt đất. Như Carbon, việc hút chìm các mảng lớn của lục địa và đại dương đã đưa nước vào sâu trong lòng đất - Jesse Ausubel - Giám đốc và Chuyên viên Nghiên cứu Cao cấp của Chương trình Môi trường, Con người thuộc Đại học Rockefeller (Mỹ) kiêm cựu Phó chủ tịch chương trình tại Quỹ Alfred P. Sloan (Mỹ) nói.

Các dự án DCO theo dõi khí thải từ núi lửa dẫn đến phát hiện lần đầu về sự thay đổi tỷ lệ phát thải CO2 so với Sulfur dioxide (SO2) trước khi các núi lửa ở Costa Rica phun trào, đưa ra hệ thống cảnh báo sớm tiềm năng.

Tiến sĩ Sami Mikhail của Đại học St. Andrew (Anh) cho biết, từ trước đã có lý thuyết rằng tỷ lệ khí có thể thay đổi trước khi núi lửa phun trào, nhưng phát hiện của DCO cho phép chúng ta phải nghiên cứu và hiểu sâu hơn.

Một số núi lửa gần các khu vực đông dân cư, bao gồm núi lửa Tungurahua (được biết đến là 'Họng Lửa' của Ecuador); núi lửa cao nhất châu Âu Etna ở Italia; và núi lửa Soufriere Hills ở Montserrat (vùng biển Caribe) đang được theo dõi chặt chẽ.

Ba núi lửa này cùng với nhiều núi lửa khác trên Trái Đất vẫn đang phát thải khí CO2 vào khí quyển. Nhiều nhà khoa học vẫn đặt nghi vấn về núi lửa là nguồn gây ra khí nhà kính, tăng cường sự nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, lượng CO2 tự nhiên này vẫn chỉ chiếm một phần rất nhỏ so với việc con người đốt cháy nhiên liệu hóa thạch.

Trong thế kỷ 21 này, Trái Đất đang đối mặt với nhiều vấn đề về khí hậu và môi trường. Việc khai thác tài nguyên một cách không kiểm soát, phá rừng, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, xây dựng đô thị mà không quan tâm đến việc bảo vệ cây xanh, và ô nhiễm nhựa... đều là những thách thức lớn đối với con người.

Thay vì trách móc lẫn nhau và đổ lỗi cho tự nhiên, chúng ta cần hành động để thay đổi và tự cứu lấy bản thân mình.