Lần đầu tiên các nhà khoa học Hàn Quốc đã tìm thấy hóa thạch stromatolite – dấu tích của tảo lam cổ đại – bên trong một miệng hố do thiên thạch tạo ra, mở ra hướng giải thích mới về nơi sự sống sơ khai từng bùng phát mạnh mẽ trên Trái Đất cách đây hàng tỷ năm.
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Địa chất và Tài nguyên Khoáng sản Hàn Quốc đã phát hiện nhiều cấu trúc stromatolite kích thước 10–20 cm trong lòng hố va chạm Hapcheon – địa điểm duy nhất trên bán đảo Triều Tiên được xác nhận hình thành do va chạm thiên thạch cách đây khoảng 42.000 năm.
Dù tuổi đời của hố này còn rất trẻ so với lịch sử Trái Đất, các stromatolite tìm thấy tại đây được xác định có cấu trúc tương tự những hình thái sự sống đã từng sản xuất oxy từ hơn 3 tỷ năm trước.
Tiến sĩ Jaesoo Lim, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên Nature Communications Earth and Environment, khẳng định: “Đây là bằng chứng toàn diện đầu tiên cho thấy stromatolite có thể hình thành trong các hồ nước thủy nhiệt được tạo ra bởi va chạm tiểu hành tinh. Những môi trường như vậy có thể đã cung cấp điều kiện thuận lợi cho các hệ sinh thái vi sinh vật sơ khai.”
Vòng đời của một “ốc đảo oxy”
Sau mỗi vụ va chạm thiên thạch, miệng hố không phải là vùng chết chóc mà trải qua các giai đoạn biến đổi liên tiếp. Đầu tiên là pha thủy nhiệt (kéo dài hàng nghìn năm), khi nhiệt từ va chạm làm tan băng, tạo ra các hồ nước nóng giàu khoáng chất và vật chất từ thiên thạch.
Sau đó, vi khuẩn lam (cyanobacteria) phát triển bùng nổ trên rìa các hồ thủy nhiệt này, tạo thành cấu trúc stromatolite và bắt đầu quá trình quang hợp thải oxy. Các khu vực này trở thành những điểm nóng sản xuất oxy cục bộ giữa bầu khí quyển còn nghèo oxy của Trái Đất sơ khai.
Phân tích bằng huỳnh quang tia X cho thấy trong trầm tích stromatolite có nồng độ cao bất thường của vật chất ngoại lai có nguồn gốc từ thiên thạch. Điều này chứng minh trực tiếp rằng vật chất ngoài hành tinh đã hòa trộn và kích thích sự phát triển của vi sinh vật ngay trong lòng hố va chạm.
Bối cảnh mở rộng: Kỷ nguyên bắn phá dữ dội muộn
Trái Đất từng trải qua giai đoạn “Bắn phá dữ dội muộn” (Late Heavy Bombardment) cách đây khoảng 4,1–3,8 tỷ năm. Các mô phỏng cho thấy thời kỳ này có thể đã tạo ra hàng chục nghìn miệng hố, trong đó nhiều miệng có đường kính trên 20 km và một số lên tới 5.000 km.
Nếu mỗi miệng hố lớn là một “ốc đảo oxy”, thì tổng lượng oxy sinh khối từ tảo lam trong các hồ thủy nhiệt trên toàn cầu có thể đã tạo ra hiệu ứng tích lũy đáng kể, đặt nền móng cho Sự kiện Oxy hóa Lớn về sau.
Các tác giả nghiên cứu viết trong bài báo: “Xét đến tần suất va chạm tiểu hành tinh trong thời kỳ Trái Đất sơ khai, sự bùng nổ stromatolite trong các miệng hố va chạm có thể là một trong những ốc đảo oxy tích cực dẫn đến việc tạo ra môi trường sống được trên Trái Đất sơ khai.”
Phát hiện này không chỉ giới hạn ở Trái Đất. Các hệ thống thủy nhiệt trong miệng hố va chạm từ lâu đã được xem xét như môi trường tiềm năng cho sự sống trên Sao Hỏa.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh: “Các hệ thống thủy nhiệt đã được nêu là địa điểm tiềm năng cho nguồn gốc và tiến hóa sớm của sự sống trên Trái Đất và có thể cả Sao Hỏa. Kết quả trình bày ở đây ủng hộ khả năng này.”
Nếu trên Sao Hỏa cổ đại cũng tồn tại các miệng hố va chạm với hồ thủy nhiệt và vật chất từ thiên thạch, thì kịch bản hình thành các “ốc đảo vi sinh vật” hoàn toàn có thể lặp lại.
Nghiên cứu bổ sung một mảnh ghép quan trọng vào bức tranh tiến hóa sự sống: Các vụ va chạm thiên thạch không chỉ mang vật chất hữu cơ từ không gian – chúng còn tạo ra môi trường sống lý tưởng ngay trên Trái Đất để sự sống bùng phát.
Các miệng hố không phải là tàn tích chết chóc, mà thực chất từng là những nhà máy oxy thu nhỏ, giúp chuyển hóa bầu khí quyển và mở đường cho sự xuất hiện của sinh vật phức tạp sau này.
Nhóm nghiên cứu kết luận: “Những phát hiện này cần được nghiên cứu thêm về khả năng kết hợp vật chất thiên thạch vào stromatolite được tìm thấy trong hố Hapcheon, qua đó củng cố mối liên hệ giữa hoạt động thủy nhiệt sau va chạm và sự phát triển của sự sống sơ khai trên toàn cầu.”
Hình minh họa mô tả một cặp tiểu hành tinh bay ngang qua Trái Đất. Nghiên cứu mới cho thấy các miệng hố va chạm trên Trái Đất cổ đại có thể đã tạo ra những “ốc đảo oxy”, nơi hoạt động thủy nhiệt thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của vi khuẩn lam và các cấu trúc stromatolite của chúng. Ảnh: ESA
