Những tia sét có thể là nguồn gốc cho sự sống trên Trái Đất

Vào buổi sơ khai của Trái Đất, sét đánh vào đá núi lửa có thể đã giải phóng phốt pho. Ảnh: CNN

Một trong những thành phần quan trọng và cần thiết để hình thành sự sống chính là phốt pho. Khoảng 4 tỷ năm trước, khi Trái Đất còn đang ở trong giai đoạn sơ khai, vô số các vụ sét đánh xảy ra có thể là chìa khóa giải phóng lượng phốt pho cần thiết để đặt nền móng cho sự sống sinh sôi.

Theo ông Benjamin Hess, tác giả nghiên cứu tại Đại học Yale (Mỹ), phốt pho là nguyên tố thiết yếu trong các phân tử đóng vai trò hình thành các cấu trúc tế bào cơ bản và màng tế bào. Thậm chí, nguyên tố này còn tạo ra phốt phát của DNA và RNA. Nhưng phốt pho rất khó xuất hiện trên Trái Đất sơ khai, khi chúng bị kẹt bên trong các quặng khoáng chất.

“Hầu hết phốt pho trên Trái Đất sơ khai bị mắc kẹt trong các quặng khoáng chất không hòa tan và không hoạt động, có nghĩa là chúng không thể được dùng để tạo ra các phân tử sinh học cần thiết cho sự sống. Sét đánh tạo ra cơ chế mới, giúp giải phóng phốt pho ở một dạng khác để nó có thể hình thành các hợp chất quan trọng cho sự sống”, ông Hess cho biết.

Từ lâu, người ta vẫn cho rằng các thiên thạch là nguồn cung cấp các nguyên tố cần thiết để sự sống xuất hiện trên Trái Đất. Các thiên thạch chứa schreibersite, một khoáng chất phốt pho có thể hòa tan trong nước.

Khi có nhiều thiên thạch đâm vào Trái đất, các khoáng chất schreibersite từ chúng có thể đã cung cấp lượng phốt pho đủ để hình thành sự sống.

Tuy nhiên, sự sống đã bắt đầu từ 3,5 đến 4,5 tỷ năm trước, khi số lượng thiên thạch tác động đến Trái Đất là rất nhỏ. Khoáng chất Schreibersite còn xuất hiện trong một loại thủy tinh với cái tên là fulgurite, còn được gọi là thủy tinh hình thành khi sét đánh xuống mặt đất. Fulgurite đã được phát hiện có chứa phốt pho được giải phóng từ đá bề mặt, và nó có thể hòa tan.

Sét cũng là một chủ đề thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học khi nghiên cứu về sự sống trên Trái Đất thuở sơ khai, vì nó dẫn đến việc tạo ra các chất khí như nitơ oxit, cũng đóng một vai trò quan trọng trong nguồn gốc của sự sống. Ông Hess và các nhà nghiên cứu khác đã sử dụng nghiên cứu hiện có này để tìm hiểu tần suất xuất hiện của sét trên Trái Đất sơ khai.

Trên Trái Đất ngày nay, chúng ta chứng kiến khoảng 560 triệu tia chớp mỗi năm. Còn trên Trái Đất sơ khai, con số đó là từ 1 đến 5 tỷ mỗi năm, với 100 triệu đến 1 tỷ trong số đó đánh xuống mặt đất. Điều này có nghĩa là trong hơn một tỷ năm đã xuất hiện tới 1.000 tỷ lần sét đánh, qua đó giúp giải phóng rất nhiều phốt pho.

Sét phổ biến hơn trên Trái Đất sơ khai trong bầu khí quyển có chứa nhiều CO2. Ông Hess cho biết CO2 là một nhân tố làm tăng nhiệt độ toàn cầu, và nhiệt độ cao hơn gây ra các cơn bão sấm sét dữ dội và thường xuyên hơn.

Cách đây 4,5 tỷ năm, lượng CO2 đã tăng cao trên Trái Đất sơ khai sau khi một vật thể có kích thước bằng Sao Hỏa đâm vào Trái Đất để tạo ra Mặt Trăng.

Sự kiện này cũng giải phóng rất nhiều khí từ bên trong Trái Đất ví dụ như CO2, sau đó chúng bị giữ lại trong bầu khí quyển của Trái Đất và dẫn đến có nhiều sét hơn, ông Hess nói.

“Giả thuyết của chúng tôi về việc sét đánh đóng vai trò như một cơ chế quan trọng để tạo ra phốt pho phản ứng rất quan trọng đối với sự hiểu biết con người về khởi nguồn của sự sống vì các tính chất của sét không thay đổi theo thời gian”, ông Hess cho hay.

Hiểu được vai trò của sét đánh như một cách tạo ra phốt pho có thể sử dụng được có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm kiếm sự sống bên ngoài Trái Đất. “Phát hiện của chúng tôi có thể áp dụng cho bất kỳ hành tinh nào có bầu khí quyển tạo ra sét”, ông Hess kết luận.