- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Hồ Vostok là một trong những hồ dưới mặt băng lớn nhất thế giới.
Mặt cắt hồ Vostok, hồ dưới mặt băng lớn nhất ở Nam Cực. Nước lỏng được cho là mất hàng ngàn năm để chảy qua hồ. Hồ có kích thước tương đương hồ Ontario ở Bắc Mỹ. Ảnh: Nicolle Rager-Fuller / NSF.
Sâu thẳm, tối tăm và bí ẩn, hồ Vostok là một trong những hồ dưới mặt băng lớn nhất thế giới. Từng là một hồ lớn nằm trên bề mặt ở Đông Nam Cực, hồ Vostok giờ đây bị chôn vùi dưới khoảng 4 kilomet băng gần trạm nghiên cứu Vostok của Nga. Bị băng che phủ hàng thiên niên kỷ, ánh sáng không chiếu tới và bị cô lập với bầu khí quyển, hồ Vostok là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất trên Trái Đất.
Khi kiểm tra lõi băng thu thập được trên hồ, nhà sinh vật học Brent Christner của Đại học bang Louisiana cho biết: “Hồ đã bị băng che phủ ít nhất 15 triệu năm”. Một số ước tính của NASA còn cho rằng hồ đã bị băng che phủ đến 25 triệu năm.
Hồ Vostok dưới mặt băng nằm dưới trạm Vostok 4000 mét ở Đông Nam Cực. Ảnh: Chương trình Nam Cực Hoa Kỳ.
Bên dưới bề mặt
Theo NASA, hồ Vostok là một trong những hồ nước ngọt lớn nhất Trái Đất cả về kích thước và thể tích, sánh ngang với hồ Ontario ở Bắc Mỹ. Hồ dài khoảng 240 km, rộng 50 km và sâu hàng trăm mét, theo nhà khoa học chuyên nghiên cứu sông băng Bethan Davies. Phía nam của hồ có thể sâu đến 1 km, nhưng góc phía bắc và tây nam lại khá nông, Davies cho biết.
Sự hiện diện của hồ bị chôn vùi được một nhà địa lý và phi công người Nga lần đầu đề xuất vào những năm 1960. Ông đã chú ý đến mảng băng lớn và mịn trên hồ từ trên không. Nhưng đến năm 1993, khi các nhà khoa học dùng rada vệ tinh để khảo cứu khu vực này thì mới xác nhận được sự hiện diện của hồ dưới mặt băng.
Trả lời phỏng vấn với Live Science, Christner cho biết: “Hồ Vostok là một trong những hồ dưới mặt băng dễ phát hiện nhất do có kích thước lớn. Tôi cho rằng phần lớn bí ẩn vẫn chưa được giải đáp.”
Nguồn cấp nước duy nhất của hồ là nước tan chảy từ lớp băng phía trên. Không có bằng chứng nào về dòng chảy vào và ra khỏi hồ Vostok. Nguồn cấp nước liên tục từ băng tan nghĩa là nước trong hồ có thể khá trẻ, chỉ vài ngàn năm tuổi, theo kết quả nghiên cứu lõi băng. Nhưng tuổi thật sự của nước trong hồ vẫn chưa được biết.
Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ hình dáng hồ Vostok bằng kỹ thuật cảm biến từ xa, như đo sâu địa chấn và rada thâm nhập băng. Những khu vực sâu và nông của hồ bị chia cắt bởi một sống núi. Một số nhà khoa học cho rằng sống núi ấy có thể là một miệng phun thuỷ nhiệt, tương tự như ống khói đen ở đáy đại dương chứa đầy giun ống. Hồ dài và hẹp này có thể nằm trên một thung lũng nứt gãy, tương tự hồ Baikal ở Nga.
Địa nhiệt từ Trái Đất khiến nhiệt độ của nước trong hồ dao động khoảng 27 độ Fahrenheit (-3 độ Celsius). Áp lực lớn của băng phía trên làm thay đổi điểm tan của nước và giữ cho nước hồ ở dạng lỏng dù có nhiệt độ dưới mức đóng băng.
Mặt cắt hồ Vostok. Ảnh: Nicolle Rager-Fuller / NSF, Public domain, Wikimedia Commons.
Sự sống trong hồ
Những năm 1990, Christner là thành viên của một nhóm quốc tế đã khám phá ra vi khuẩn trong nước hồ đóng băng được thu thập trên bề mặt nước lỏng của hồ Vostok, gọi là băng bồi tụ. Lớp mặt dày 1 cm của hồ đóng băng thành những tảng băng trôi trên hồ.
Phân tích các dạng sống cho thấy hồ Vostok có thể chứa một hệ sinh thái đặc trưng nhờ vào chất hoá học có trong đá thay vì ánh sáng mặt trời, sống biệt lập hàng trăm ngàn năm. “Những loại sinh vật chúng tôi phát hiện cho thấy chúng thu năng lượng từ khoáng chất có trong hồ và những nguồn từ lớp đá gốc bên dưới,” Christner cho biết.
Những nghiên cứu vật liệu di truyền gần đây trong băng bồi tụ ở Vostok tiết lộ những đoạn mã DNA từ rất nhiều sinh vật có họ hàng với sinh vật đơn bào được tìm thấy trong các hồ, đại dương và sông ngòi. Những sinh vật ái cực này có thể mô phỏng sự sống trên những mặt trăng và hành tinh khác, như mặt trăng băng Europa của sao Mộc.
Trong một bài báo đăng năm 2013 trên tạp chí PLOS One, các nhà nghiên cứu do Scott Rogers (giáo sư khoa sinh học của Đại học bang Bowling Green) đứng đầu đã thảo luận về hàng ngàn loài họ tìm thấy trong hồ Vostok thông qua giải trình tự DNA và RNA.
Các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu vật từ hai khu vực của hồ: bồn trũng lớn phía nam và gần vịnh ở cực tây nam.
Bằng phương pháp giải trình tự DNA và RNA từ những mẫu vật băng bồi tụ (nước hồ đóng băng phần tiếp giáp đáy sông băng), nhóm đã phát hiện ra sự thật phức tạp hơn nhiều.
“Phát hiện ấy cho thấy sự sống thật ngoan cường, và những sinh vật có thể tồn tại ra sao ở những nơi mà vài chục năm trước ta từng cho là không gì có thể sống nổi,” ông nói.
Ngoài nấm và 2 loài cổ khuẩn (những sinh vật đơn bào thường sống ở môi trường khắc nghiệt), các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra hàng ngàn loài vi khuẩn, bao gồm một số loài thường thấy ở hệ tiêu hoá của cá, giáp xác và giun đốt.
Từ bộ dữ liệu RADARSAT của Nam Cực, có thể thấy một trạm nghiên cứu bị bỏ hoang của Nga trên hồ Vostok đóng băng. Nó nằm phía bên trái của hồ trong ảnh này. Ảnh: NASA.
Họ cũng phát hiện thấy những sinh vật ưa lạnh, là những loài chuyên sống ở khí hậu cực lạnh, và những sinh vật ưa nhiệt cho thấy sự hiện diện của miệng phun thuỷ nhiệt sâu dưới lòng hồ.
“Nhiều loài chúng tôi giải trình tự là những loài chúng tôi đã dự trù sẽ tìm thấy tại hồ,” Rogers cho biết. “Phần lớn sinh vật dường như đều sống thuỷ sinh (ở nước ngọt), và nhiều loài thường sống trong trầm tích đại dương hoặc trầm tích hồ.”
Rogers nhấn mạnh rằng sự hiện diện của hai loài nước mặn và nước ngọt củng cố giả thuyết rằng hồ từng được kết nối với đại dương, và nước ngọt được sông băng cung cấp. Vịnh này có nhiều hoạt động sinh học nhất với số lượng loài được phát hiện lớn nhất.
Sau 2 năm phân tích bằng máy tính, nhóm đã xác định được hồ Vostok chứa hệ vi khuẩn đa dạng, cũng như một số loài sinh vật đa bào. Nhóm từng mắc sai lầm lớn khi chỉ chọn những giải trình tự gen mà họ chắc chắn có nguồn gốc từ băng bồi tụ. Do đó, Rogers tin rằng có khả năng cao còn có nhiều loài sinh vật khác trong hồ, mở ra cánh cửa nghiên cứu sâu hơn.
Mặt cắt hồ Vostok cho thấy quá trình băng tích tụ phía trên hồ, và danh sách một số loài sinh vật được khám phá tại lõi băng. Ảnh: PLOS ONE.
Mặt cắt hồ Vostok, hồ dưới mặt băng lớn nhất ở Nam Cực. Nước lỏng được cho là mất hàng ngàn năm để chảy qua hồ. Hồ có kích thước tương đương hồ Ontario ở Bắc Mỹ. Ảnh: Nicolle Rager-Fuller / NSF.
Sâu thẳm, tối tăm và bí ẩn, hồ Vostok là một trong những hồ dưới mặt băng lớn nhất thế giới. Từng là một hồ lớn nằm trên bề mặt ở Đông Nam Cực, hồ Vostok giờ đây bị chôn vùi dưới khoảng 4 kilomet băng gần trạm nghiên cứu Vostok của Nga. Bị băng che phủ hàng thiên niên kỷ, ánh sáng không chiếu tới và bị cô lập với bầu khí quyển, hồ Vostok là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất trên Trái Đất.
Khi kiểm tra lõi băng thu thập được trên hồ, nhà sinh vật học Brent Christner của Đại học bang Louisiana cho biết: “Hồ đã bị băng che phủ ít nhất 15 triệu năm”. Một số ước tính của NASA còn cho rằng hồ đã bị băng che phủ đến 25 triệu năm.
Hồ Vostok dưới mặt băng nằm dưới trạm Vostok 4000 mét ở Đông Nam Cực. Ảnh: Chương trình Nam Cực Hoa Kỳ.
Bên dưới bề mặt
Theo NASA, hồ Vostok là một trong những hồ nước ngọt lớn nhất Trái Đất cả về kích thước và thể tích, sánh ngang với hồ Ontario ở Bắc Mỹ. Hồ dài khoảng 240 km, rộng 50 km và sâu hàng trăm mét, theo nhà khoa học chuyên nghiên cứu sông băng Bethan Davies. Phía nam của hồ có thể sâu đến 1 km, nhưng góc phía bắc và tây nam lại khá nông, Davies cho biết.
Sự hiện diện của hồ bị chôn vùi được một nhà địa lý và phi công người Nga lần đầu đề xuất vào những năm 1960. Ông đã chú ý đến mảng băng lớn và mịn trên hồ từ trên không. Nhưng đến năm 1993, khi các nhà khoa học dùng rada vệ tinh để khảo cứu khu vực này thì mới xác nhận được sự hiện diện của hồ dưới mặt băng.
Trả lời phỏng vấn với Live Science, Christner cho biết: “Hồ Vostok là một trong những hồ dưới mặt băng dễ phát hiện nhất do có kích thước lớn. Tôi cho rằng phần lớn bí ẩn vẫn chưa được giải đáp.”
Nguồn cấp nước duy nhất của hồ là nước tan chảy từ lớp băng phía trên. Không có bằng chứng nào về dòng chảy vào và ra khỏi hồ Vostok. Nguồn cấp nước liên tục từ băng tan nghĩa là nước trong hồ có thể khá trẻ, chỉ vài ngàn năm tuổi, theo kết quả nghiên cứu lõi băng. Nhưng tuổi thật sự của nước trong hồ vẫn chưa được biết.
Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ hình dáng hồ Vostok bằng kỹ thuật cảm biến từ xa, như đo sâu địa chấn và rada thâm nhập băng. Những khu vực sâu và nông của hồ bị chia cắt bởi một sống núi. Một số nhà khoa học cho rằng sống núi ấy có thể là một miệng phun thuỷ nhiệt, tương tự như ống khói đen ở đáy đại dương chứa đầy giun ống. Hồ dài và hẹp này có thể nằm trên một thung lũng nứt gãy, tương tự hồ Baikal ở Nga.
Địa nhiệt từ Trái Đất khiến nhiệt độ của nước trong hồ dao động khoảng 27 độ Fahrenheit (-3 độ Celsius). Áp lực lớn của băng phía trên làm thay đổi điểm tan của nước và giữ cho nước hồ ở dạng lỏng dù có nhiệt độ dưới mức đóng băng.
Mặt cắt hồ Vostok. Ảnh: Nicolle Rager-Fuller / NSF, Public domain, Wikimedia Commons.
Sự sống trong hồ
Những năm 1990, Christner là thành viên của một nhóm quốc tế đã khám phá ra vi khuẩn trong nước hồ đóng băng được thu thập trên bề mặt nước lỏng của hồ Vostok, gọi là băng bồi tụ. Lớp mặt dày 1 cm của hồ đóng băng thành những tảng băng trôi trên hồ.
Phân tích các dạng sống cho thấy hồ Vostok có thể chứa một hệ sinh thái đặc trưng nhờ vào chất hoá học có trong đá thay vì ánh sáng mặt trời, sống biệt lập hàng trăm ngàn năm. “Những loại sinh vật chúng tôi phát hiện cho thấy chúng thu năng lượng từ khoáng chất có trong hồ và những nguồn từ lớp đá gốc bên dưới,” Christner cho biết.
Những nghiên cứu vật liệu di truyền gần đây trong băng bồi tụ ở Vostok tiết lộ những đoạn mã DNA từ rất nhiều sinh vật có họ hàng với sinh vật đơn bào được tìm thấy trong các hồ, đại dương và sông ngòi. Những sinh vật ái cực này có thể mô phỏng sự sống trên những mặt trăng và hành tinh khác, như mặt trăng băng Europa của sao Mộc.
Trong một bài báo đăng năm 2013 trên tạp chí PLOS One, các nhà nghiên cứu do Scott Rogers (giáo sư khoa sinh học của Đại học bang Bowling Green) đứng đầu đã thảo luận về hàng ngàn loài họ tìm thấy trong hồ Vostok thông qua giải trình tự DNA và RNA.
Các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu vật từ hai khu vực của hồ: bồn trũng lớn phía nam và gần vịnh ở cực tây nam.
Bằng phương pháp giải trình tự DNA và RNA từ những mẫu vật băng bồi tụ (nước hồ đóng băng phần tiếp giáp đáy sông băng), nhóm đã phát hiện ra sự thật phức tạp hơn nhiều.
“Phát hiện ấy cho thấy sự sống thật ngoan cường, và những sinh vật có thể tồn tại ra sao ở những nơi mà vài chục năm trước ta từng cho là không gì có thể sống nổi,” ông nói.
Ngoài nấm và 2 loài cổ khuẩn (những sinh vật đơn bào thường sống ở môi trường khắc nghiệt), các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra hàng ngàn loài vi khuẩn, bao gồm một số loài thường thấy ở hệ tiêu hoá của cá, giáp xác và giun đốt.
Từ bộ dữ liệu RADARSAT của Nam Cực, có thể thấy một trạm nghiên cứu bị bỏ hoang của Nga trên hồ Vostok đóng băng. Nó nằm phía bên trái của hồ trong ảnh này. Ảnh: NASA.
Họ cũng phát hiện thấy những sinh vật ưa lạnh, là những loài chuyên sống ở khí hậu cực lạnh, và những sinh vật ưa nhiệt cho thấy sự hiện diện của miệng phun thuỷ nhiệt sâu dưới lòng hồ.
“Nhiều loài chúng tôi giải trình tự là những loài chúng tôi đã dự trù sẽ tìm thấy tại hồ,” Rogers cho biết. “Phần lớn sinh vật dường như đều sống thuỷ sinh (ở nước ngọt), và nhiều loài thường sống trong trầm tích đại dương hoặc trầm tích hồ.”
Rogers nhấn mạnh rằng sự hiện diện của hai loài nước mặn và nước ngọt củng cố giả thuyết rằng hồ từng được kết nối với đại dương, và nước ngọt được sông băng cung cấp. Vịnh này có nhiều hoạt động sinh học nhất với số lượng loài được phát hiện lớn nhất.
Sau 2 năm phân tích bằng máy tính, nhóm đã xác định được hồ Vostok chứa hệ vi khuẩn đa dạng, cũng như một số loài sinh vật đa bào. Nhóm từng mắc sai lầm lớn khi chỉ chọn những giải trình tự gen mà họ chắc chắn có nguồn gốc từ băng bồi tụ. Do đó, Rogers tin rằng có khả năng cao còn có nhiều loài sinh vật khác trong hồ, mở ra cánh cửa nghiên cứu sâu hơn.
Mặt cắt hồ Vostok cho thấy quá trình băng tích tụ phía trên hồ, và danh sách một số loài sinh vật được khám phá tại lõi băng. Ảnh: PLOS ONE.
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo Live Science)
(Theo Live Science)
