- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Hoạt động núi lửa đã làm không khí Trái Đất bão hoà khí CO2, khiến hành tinh nóng lên nhanh chóng. Khi các loài có ưu thế chết dần chết mòn, khủng long đã lấp đầy khe hở sinh thái mới ấy.
Nằm giữa cuộc đại tuyệt chủng tồi tệ nhất mọi thời đại và cuộc tuyệt chủng đã đặt dấu chấm hết cho loài khủng long, dễ hiểu khi cuộc tuyệt chủng ở kỷ Tam Điệp ít được biết đến hơn. Nhưng theo cách của riêng mình, nó cũng có hệ quả. Chính sự kiện ấy đã trao quyền thống trị hành tinh này cho khủng long ngay từ đầu, khi những vụ phun trào dữ dội kéo theo làn sóng biến đổi khí hậu quét sạch các loài cạnh tranh của khủng long, chưa kể đến ¾ sinh vật.
Một con plateosaurus đứng trên tảng đá lớn ven bờ hồ cổ đại. Ảnh: Daniel Eskridge – Shutterstock
Chỉ hơn 200 triệu năm trước vào cuối kỷ Tam Điệp, siêu lục địa Pagaea đang dần tách ra. Sau khi tan rã, châu Phi và châu Mỹ chia tách, hoạt động núi lửa dày đặc đã tạo nên “Vùng Mắc-ma Trung Đại Tây Dương”, được các chuyên gia gọi tắt là CAMP. Nhà cổ sinh vật học Paul Olsen mô tả vùng dung nham 4.3 triệu dặm vuông từ văn phòng ông tại Đài quan sát Trái Đất Lamont-Doherty Đại học Columbia: “Đất đá dưới chỗ tôi đang ngồi là một phần của vùng CAMP”, ông giải thích.
Olsen giảng giải nó là vùng mắc ma rộng nhất Trái Đất. “Có vẻ như phần nhiều cuộc tuyệt chủng xảy ra trong khoảng thời gian có nhiều vụ phun trào nhất,” ông nói. Núi lửa liên tục là nghi phạm trong 5 cuộc đại tuyệt chủng 500 triệu năm trở lại đây, cuộc tuyệt chủng của kỷ Tam Điệp là cuộc tuyệt chủng thứ tư. Tất nhiên, xác định nguyên nhân và kết quả thì quan trọng là phải đúng lúc – nếu những cuộc phun trào nói trên trải dài một triệu năm, ảnh hưởng của nó sẽ quá loãng để gây ra một cuộc tuyệt chủng nghiêm trọng. Nhưng Olsen và đồng sự đã xác định thời điểm có hậu quả tệ nhất là khoảng thời gian ngắn ngủi 40,000 năm, cho thấy nhận định ban đầu là đúng.
Hành tinh chỉ mới phục hồi từ cuộc tuyệt chủng kỷ Permi 50 triệu năm trước đó, hay còn gọi là “Đại diệt vong” (kỷ Tam Điệp là kỷ địa chất duy nhất có sự khác biệt đáng tiếc là bị kẹp giữa các cuộc đại tuyệt chủng). Tuy nhiên, khi các vụ phun trào CAMP giải phóng ra lượng lớn khí CO2 và các loại khí khác vào bầu khí quyển, Trái Đất lại bước vào một thời kỳ thảm hoạ khí hậu khác.
Lập vương loài khủng long
Ở kỷ Tam Điệp, những loài “thằn lằn đáng sợ” không đáng sợ lắm. Chúng thậm chí còn không phổ biến. Loài khủng long một ngày nào đó sẽ thống trị toàn cầu, đã từng là những sinh vật khá nhỏ và không đáng để tâm, bị đẩy đến sống tại một số ít vùng có vĩ độ cao (mặc dù trong số đó cũng có loài kích thước lớn và phổ biến, chẳng hạn như plateosaurus). “Chúng lang thang khắp hành tinh ít nhất khoảng 30 triệu năm, nhưng chưa bao giờ ở vai trò là kẻ thống trị”, phó giáo sư ngành địa hoá học Đại học Southampton, Jessica Whiteside phát biểu.
“Nói đùa học thuật một chút thì là,” cô nói, “tại sao tụi khủng long không băng qua xích đạo chứ?” Bởi vì ở các vùng nhiệt đới chúng không thể cạnh tranh với loài pseudosuchia, một nhóm các loài bò sát họ cá sấu đa dạng – một số có vây lưng, một số có 2 chân, đầu hình vòm và con mắt thứ ba hình quả thông trên đỉnh sọ giúp chúng canh chừng kẻ thù trong suốt cuối kỷ Tam Điệp. (Vào thời điểm câu chuyện này xuất bản, các nhà nghiên cứu vẫn đang điều tra những câu chuyện gây sốt hơn).
Pseudosuchia có thể làm được điều này một phần nhờ vào khí hậu nóng bức ngay cả trước khi có núi lửa CAMP. Khủng long có nhu cầu trao đổi chất cao hơn, và bởi các vụ cháy rừng thường đốt hết thảm thực vật xung quang vùng xích đạo, nên có lẽ đã không có đủ thức ăn để nuôi sống chúng, đặc biệt là trong cuộc đua với các đối thủ trao đổi chất hiệu quả hơn.
Tuy nhiên, khi cuộc tuyệt chủng ập đến, thế vận đã đổi chiều. Crocodilia đột ngột mất lợi thế, có thể là vì chúng thiếu một số đặc tính giải phẫu thiết yếu mà khủng long sở hữu giúp chúng thích nghi. Với khung xương nhẹ, bộ lông cách nhiệt và phổi luôn tuần hoàn khí giống loài chim, chúng có thể chịu được dao động nhiệt độ lớn hơn. Khi loài crocodilia tuyệt chủng, khủng long thân thấp tăng lên để lấp đầy phân khúc sinh thái còn trống, Whiteside nói. “Đó là câu chuyện về người hiền lành sẽ nhận Trái Đất làm gia nghiệp(*).”
(*): Câu nói từ Phúc âm Matthew 5:5 (N.D)
Nhiệt – Hàn
Nhưng chính xác điều gì đã tận diệt loài pseudosuchia? “Ý tưởng ban đầu của chúng tôi là vụ phun trào núi lửa lớn này đã giết sạch mọi thứ,” phụ trách viên cổ sinh vật học tại Bảo tàng Lịch sử và Khoa học Tự nhiên New Mexico, Spencer Lucas nói. “Nếu bạn đang sống trên sườn núi lửa, nó mà phun là khổ. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu bạn sống phía bên kia hành tinh?” Hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ làm thay điều đó.
Những xung động của hoạt động núi lửa giải phóng lượng CO2 đủ để làm tăng nhiệt độ cả hành tinh lên nhiều con số. Sự gia tăng này càng trầm trọng hơn bởi thực tế vùng nội lục địa luôn nóng hơn nhiều vùng ven biển – với tất cả đất đai của hành tinh tạo nên Pangaea, vùng nội lục địa chiếm diện tích rất nhiều so với vùng ven biển. Đối với sinh vật biển, CO2 tăng vụt có thể dẫn đến axit hoá đại dương, làm tan chất canxi cacbonat vốn có trong san hô và vỏ ốc của nhiều loài vật. Nhiệt độ ấm hơn cũng sẽ kích thích sinh vật phù du tăng trưởng, làm đại dương chìm ngập trong dưỡng chất đồng thời cũng để lại những vùng chết thiếu oxi.
Nhưng CO2 có lẽ không chỉ là chất khí gây chuyện duy nhất mà các vụ phun trào đã thải ra. Sunfua dioxit có thể cũng đã đi vào khí quyển, kết hợp với nước tạo thành axit sunfuric, một loại khí dung cản ánh sáng mặt trời và làm lạnh hành tinh. Vì vậy có khả năng tính dữ dội của cuộc tuyệt chủng không những đến từ sự ấm lên đơn thuần, mà còn từ biến động khí hậu. “Chúng xảy ra cùng lúc,” Olsen nói. “Có những mùa đông núi lửa hoạt động dày đặc, sau đó là sức nóng cực độ của nóng lên toàn cầu.”
Dù sao đi nữa, loài crocodilia đã bị xoá sổ gần hết trên thế giới. Ở đại dương, cuộc tuyệt chủng gần như quét sạch một nhóm các loài thân mềm có vỏ được gọi là cúc đá, dù một số ít vẫn còn sống và phát triển thành động vật chân đầu ngày nay, như mực và bạch tuột. Quần xã rạn san hô cũng đã sụp đổ trên toàn thế giới, và những loài răng nón có hình dạng giống cá chình cũng tuyệt chủng hoàn toàn.
Có thật là một cuộc đại tuyệt chủng?
Câu chuyện vẫn còn quá chuẩn mực, và có nhiều phần bị đơn giản hoá. Nhưng cũng giống như hầu hết các cuộc tuyệt chủng, cuộc tuyệt chủng kỷ Tam Điệp vẫn còn nhiều uẩn khúc, và một số chuyên gia đã chất vấn về những khái niệm căn bản của sự kiện này. Chẳng hạn như, Lucas lập luận rằng đó chẳng giống cuộc đại tuyệt chủng, đối lập với nhiều đồng sự của ông.
“Chúng tôi đồng ý về loài nào đã tuyệt chủng, về tầm quan trọng của các cuộc tuyệt chủng, về cơ chế,” ông nói, nhưng “chúng tôi thực tình không đồng ý về thời điểm.” Về cơn bản, Lucas lập luận rằng kỷ Tam Điệp không chấm dứt trong một thảm kịch địa chất đơn lẻ mà thuật ngữ “đại tuyệt chủng” ngụ ý. Mà đúng hơn là, nó chấm dứt trong một chuỗi các cuộc tuyệt chủng nhỏ lẻ kéo dài hàng triệu năm. Các nhà nghiên cứu đã gộp các cuộc tuyệt chủng nhỏ này, ông nói, đặt tất cả chúng vào ranh giới kỷ Tam Điệp-kỷ Jura trong khi thực sự chúng diễn ra vào các khoảng thời gian khác nhau. Xét trong bối cảnh đó, kỷ nguyên này giống một biến động sinh thái hơn là một cuộc đại tuyệt chủng.
Tuy vậy nhiều nhà khoa học vẫn bán tín bán nghi. Olsen (từng học cao học tại Đại học Yale với Lucas những năm 1980) thừa nhận thách thức của “độ phân giải niên đại thấp” được miêu tả ở trên. Trong các tài liệu học thuật, các cuộc tuyệt chủng cấp độ loài được phân loại điển hình theo “kỳ địa chất”. Nhưng những kỳ địa chất này kéo dài hàng triệu năm, vì thế rất khó để đặt các cuộc tuyệt chủng vào dòng thời gian có độ phân giải niên đại cao hơn, như hàng chục ngàn năm. Nếu 75% các loài trên thế giới tuyệt chủng trong 10,000 năm, đó là một cuộc đại tuyệt chủng; nhưng nếu chúng chết dần chết mòn suốt 10 triệu năm thì không phải. Theo hệ thống phân loại hiện tại, Lucas viết, “các cuộc tuyệt chủng là do người ta tập trung tại ranh giới của các kỳ địa chất mà thôi.”
Nhưng suy cho cùng, Olsen vẫn giữ quan điểm sự kiện này đúng là một cuộc đại tuyệt chủng. Nếu bạn nhìn vào hàng ngàn feet lớp địa tầng trên và dưới nó, bao gồm hàng chục triệu năm ở cả hai phía, ông nói, kết thúc kỷ Tam Điệp vẫn là sự chuyển dịch đơn lẻ triệt để nhất từ một tập hợp loài này sang tập hợp loài khác. Sự luân chuyển ấy thể hiện rõ rệt tại nhiều địa điểm ở Đông Mỹ, Bắc Phi và Âu châu, ông nói, và “chúng có quanh đó nhiều nhất.”
Nằm giữa cuộc đại tuyệt chủng tồi tệ nhất mọi thời đại và cuộc tuyệt chủng đã đặt dấu chấm hết cho loài khủng long, dễ hiểu khi cuộc tuyệt chủng ở kỷ Tam Điệp ít được biết đến hơn. Nhưng theo cách của riêng mình, nó cũng có hệ quả. Chính sự kiện ấy đã trao quyền thống trị hành tinh này cho khủng long ngay từ đầu, khi những vụ phun trào dữ dội kéo theo làn sóng biến đổi khí hậu quét sạch các loài cạnh tranh của khủng long, chưa kể đến ¾ sinh vật.
Một con plateosaurus đứng trên tảng đá lớn ven bờ hồ cổ đại. Ảnh: Daniel Eskridge – Shutterstock
Chỉ hơn 200 triệu năm trước vào cuối kỷ Tam Điệp, siêu lục địa Pagaea đang dần tách ra. Sau khi tan rã, châu Phi và châu Mỹ chia tách, hoạt động núi lửa dày đặc đã tạo nên “Vùng Mắc-ma Trung Đại Tây Dương”, được các chuyên gia gọi tắt là CAMP. Nhà cổ sinh vật học Paul Olsen mô tả vùng dung nham 4.3 triệu dặm vuông từ văn phòng ông tại Đài quan sát Trái Đất Lamont-Doherty Đại học Columbia: “Đất đá dưới chỗ tôi đang ngồi là một phần của vùng CAMP”, ông giải thích.
Olsen giảng giải nó là vùng mắc ma rộng nhất Trái Đất. “Có vẻ như phần nhiều cuộc tuyệt chủng xảy ra trong khoảng thời gian có nhiều vụ phun trào nhất,” ông nói. Núi lửa liên tục là nghi phạm trong 5 cuộc đại tuyệt chủng 500 triệu năm trở lại đây, cuộc tuyệt chủng của kỷ Tam Điệp là cuộc tuyệt chủng thứ tư. Tất nhiên, xác định nguyên nhân và kết quả thì quan trọng là phải đúng lúc – nếu những cuộc phun trào nói trên trải dài một triệu năm, ảnh hưởng của nó sẽ quá loãng để gây ra một cuộc tuyệt chủng nghiêm trọng. Nhưng Olsen và đồng sự đã xác định thời điểm có hậu quả tệ nhất là khoảng thời gian ngắn ngủi 40,000 năm, cho thấy nhận định ban đầu là đúng.
Hành tinh chỉ mới phục hồi từ cuộc tuyệt chủng kỷ Permi 50 triệu năm trước đó, hay còn gọi là “Đại diệt vong” (kỷ Tam Điệp là kỷ địa chất duy nhất có sự khác biệt đáng tiếc là bị kẹp giữa các cuộc đại tuyệt chủng). Tuy nhiên, khi các vụ phun trào CAMP giải phóng ra lượng lớn khí CO2 và các loại khí khác vào bầu khí quyển, Trái Đất lại bước vào một thời kỳ thảm hoạ khí hậu khác.
Lập vương loài khủng long
Ở kỷ Tam Điệp, những loài “thằn lằn đáng sợ” không đáng sợ lắm. Chúng thậm chí còn không phổ biến. Loài khủng long một ngày nào đó sẽ thống trị toàn cầu, đã từng là những sinh vật khá nhỏ và không đáng để tâm, bị đẩy đến sống tại một số ít vùng có vĩ độ cao (mặc dù trong số đó cũng có loài kích thước lớn và phổ biến, chẳng hạn như plateosaurus). “Chúng lang thang khắp hành tinh ít nhất khoảng 30 triệu năm, nhưng chưa bao giờ ở vai trò là kẻ thống trị”, phó giáo sư ngành địa hoá học Đại học Southampton, Jessica Whiteside phát biểu.
“Nói đùa học thuật một chút thì là,” cô nói, “tại sao tụi khủng long không băng qua xích đạo chứ?” Bởi vì ở các vùng nhiệt đới chúng không thể cạnh tranh với loài pseudosuchia, một nhóm các loài bò sát họ cá sấu đa dạng – một số có vây lưng, một số có 2 chân, đầu hình vòm và con mắt thứ ba hình quả thông trên đỉnh sọ giúp chúng canh chừng kẻ thù trong suốt cuối kỷ Tam Điệp. (Vào thời điểm câu chuyện này xuất bản, các nhà nghiên cứu vẫn đang điều tra những câu chuyện gây sốt hơn).
Pseudosuchia có thể làm được điều này một phần nhờ vào khí hậu nóng bức ngay cả trước khi có núi lửa CAMP. Khủng long có nhu cầu trao đổi chất cao hơn, và bởi các vụ cháy rừng thường đốt hết thảm thực vật xung quang vùng xích đạo, nên có lẽ đã không có đủ thức ăn để nuôi sống chúng, đặc biệt là trong cuộc đua với các đối thủ trao đổi chất hiệu quả hơn.
Tuy nhiên, khi cuộc tuyệt chủng ập đến, thế vận đã đổi chiều. Crocodilia đột ngột mất lợi thế, có thể là vì chúng thiếu một số đặc tính giải phẫu thiết yếu mà khủng long sở hữu giúp chúng thích nghi. Với khung xương nhẹ, bộ lông cách nhiệt và phổi luôn tuần hoàn khí giống loài chim, chúng có thể chịu được dao động nhiệt độ lớn hơn. Khi loài crocodilia tuyệt chủng, khủng long thân thấp tăng lên để lấp đầy phân khúc sinh thái còn trống, Whiteside nói. “Đó là câu chuyện về người hiền lành sẽ nhận Trái Đất làm gia nghiệp(*).”
(*): Câu nói từ Phúc âm Matthew 5:5 (N.D)
Nhiệt – Hàn
Nhưng chính xác điều gì đã tận diệt loài pseudosuchia? “Ý tưởng ban đầu của chúng tôi là vụ phun trào núi lửa lớn này đã giết sạch mọi thứ,” phụ trách viên cổ sinh vật học tại Bảo tàng Lịch sử và Khoa học Tự nhiên New Mexico, Spencer Lucas nói. “Nếu bạn đang sống trên sườn núi lửa, nó mà phun là khổ. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu bạn sống phía bên kia hành tinh?” Hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ làm thay điều đó.
Những xung động của hoạt động núi lửa giải phóng lượng CO2 đủ để làm tăng nhiệt độ cả hành tinh lên nhiều con số. Sự gia tăng này càng trầm trọng hơn bởi thực tế vùng nội lục địa luôn nóng hơn nhiều vùng ven biển – với tất cả đất đai của hành tinh tạo nên Pangaea, vùng nội lục địa chiếm diện tích rất nhiều so với vùng ven biển. Đối với sinh vật biển, CO2 tăng vụt có thể dẫn đến axit hoá đại dương, làm tan chất canxi cacbonat vốn có trong san hô và vỏ ốc của nhiều loài vật. Nhiệt độ ấm hơn cũng sẽ kích thích sinh vật phù du tăng trưởng, làm đại dương chìm ngập trong dưỡng chất đồng thời cũng để lại những vùng chết thiếu oxi.
Nhưng CO2 có lẽ không chỉ là chất khí gây chuyện duy nhất mà các vụ phun trào đã thải ra. Sunfua dioxit có thể cũng đã đi vào khí quyển, kết hợp với nước tạo thành axit sunfuric, một loại khí dung cản ánh sáng mặt trời và làm lạnh hành tinh. Vì vậy có khả năng tính dữ dội của cuộc tuyệt chủng không những đến từ sự ấm lên đơn thuần, mà còn từ biến động khí hậu. “Chúng xảy ra cùng lúc,” Olsen nói. “Có những mùa đông núi lửa hoạt động dày đặc, sau đó là sức nóng cực độ của nóng lên toàn cầu.”
Dù sao đi nữa, loài crocodilia đã bị xoá sổ gần hết trên thế giới. Ở đại dương, cuộc tuyệt chủng gần như quét sạch một nhóm các loài thân mềm có vỏ được gọi là cúc đá, dù một số ít vẫn còn sống và phát triển thành động vật chân đầu ngày nay, như mực và bạch tuột. Quần xã rạn san hô cũng đã sụp đổ trên toàn thế giới, và những loài răng nón có hình dạng giống cá chình cũng tuyệt chủng hoàn toàn.
Có thật là một cuộc đại tuyệt chủng?
Câu chuyện vẫn còn quá chuẩn mực, và có nhiều phần bị đơn giản hoá. Nhưng cũng giống như hầu hết các cuộc tuyệt chủng, cuộc tuyệt chủng kỷ Tam Điệp vẫn còn nhiều uẩn khúc, và một số chuyên gia đã chất vấn về những khái niệm căn bản của sự kiện này. Chẳng hạn như, Lucas lập luận rằng đó chẳng giống cuộc đại tuyệt chủng, đối lập với nhiều đồng sự của ông.
“Chúng tôi đồng ý về loài nào đã tuyệt chủng, về tầm quan trọng của các cuộc tuyệt chủng, về cơ chế,” ông nói, nhưng “chúng tôi thực tình không đồng ý về thời điểm.” Về cơn bản, Lucas lập luận rằng kỷ Tam Điệp không chấm dứt trong một thảm kịch địa chất đơn lẻ mà thuật ngữ “đại tuyệt chủng” ngụ ý. Mà đúng hơn là, nó chấm dứt trong một chuỗi các cuộc tuyệt chủng nhỏ lẻ kéo dài hàng triệu năm. Các nhà nghiên cứu đã gộp các cuộc tuyệt chủng nhỏ này, ông nói, đặt tất cả chúng vào ranh giới kỷ Tam Điệp-kỷ Jura trong khi thực sự chúng diễn ra vào các khoảng thời gian khác nhau. Xét trong bối cảnh đó, kỷ nguyên này giống một biến động sinh thái hơn là một cuộc đại tuyệt chủng.
Tuy vậy nhiều nhà khoa học vẫn bán tín bán nghi. Olsen (từng học cao học tại Đại học Yale với Lucas những năm 1980) thừa nhận thách thức của “độ phân giải niên đại thấp” được miêu tả ở trên. Trong các tài liệu học thuật, các cuộc tuyệt chủng cấp độ loài được phân loại điển hình theo “kỳ địa chất”. Nhưng những kỳ địa chất này kéo dài hàng triệu năm, vì thế rất khó để đặt các cuộc tuyệt chủng vào dòng thời gian có độ phân giải niên đại cao hơn, như hàng chục ngàn năm. Nếu 75% các loài trên thế giới tuyệt chủng trong 10,000 năm, đó là một cuộc đại tuyệt chủng; nhưng nếu chúng chết dần chết mòn suốt 10 triệu năm thì không phải. Theo hệ thống phân loại hiện tại, Lucas viết, “các cuộc tuyệt chủng là do người ta tập trung tại ranh giới của các kỳ địa chất mà thôi.”
Nhưng suy cho cùng, Olsen vẫn giữ quan điểm sự kiện này đúng là một cuộc đại tuyệt chủng. Nếu bạn nhìn vào hàng ngàn feet lớp địa tầng trên và dưới nó, bao gồm hàng chục triệu năm ở cả hai phía, ông nói, kết thúc kỷ Tam Điệp vẫn là sự chuyển dịch đơn lẻ triệt để nhất từ một tập hợp loài này sang tập hợp loài khác. Sự luân chuyển ấy thể hiện rõ rệt tại nhiều địa điểm ở Đông Mỹ, Bắc Phi và Âu châu, ông nói, và “chúng có quanh đó nhiều nhất.”
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo Discove Magazine)
(Theo Discove Magazine)
