Quan điểm rằng loài khủng long bị diệt vong là do nhiều vụ va chạm giữa trái đất với các hành tinh không được ủng hộ bởi các dữ liệu toàn cầu và sự phun trào của núi lửa Deccan thực ra đã bắt đầu từ 400.000 năm trước khi loài khủng long bị tiêu diệt hoàn toàn, nhà khoa học Kirk Johnson thuộc Viện bảo tàng về tự nhiên và khoa học Denver nói.
Qua hoạt động khảo cổ, nhân loại biết rằng trái đất từng có thời gian nằm dưới sự thống trị của loài khủng long khổng lồ. Tuy nhiên các sinh vật này đã bị tiêu diệt một cách bí ẩn cách nay hàng chục triệu năm. Đầu tháng 3 vừa qua, một ủy ban nghiên cứu quốc tế đã có kết luận cuối cùng về nguyên nhân chính khiến khủng long tuyệt chủng.
Thiên thạch “sát thủ” Những con khủng long từng một thời tung hoành trên trái đất đã bị hủy diệt bởi một thiên thạch khổng lồ cách đây 65 triệu năm. Đó là kết luận cuối cùng của một ủy ban quốc tế gồm 41 chuyên gia tới từ Mỹ, Mexico, Canada, Nhật Bản và châu Âu.
| Trong nháy mắt, cơn bão lửa và nham thạch hình thành sau vụ va chạm đã tiêu diệt một lượng lớn khủng long |
Các khoa học gia này đã nghiên cứu những chứng cứ về trận diệt chủng kinh hoàng cuối kỷ Phấn trắng, vốn sát hại hơn một nửa sinh vật trên trái đất. Họ quả quyết rằng nguyên nhân chính là do một thiên thạch khổng lồ với đường kính 15km đã đâm vào vùng ngày nay là hố Chicxulub ở Mexico. “Thiên thạch có thể đã đâm trúng trái đất với lực mạnh hơn 1 tỷ lần quả bom nguyên tử mà Mỹ ném xuống Hiroshima” - các nhà khoa học cho biết trong một báo cáo chung được đăng tải trên tờ Science. Ủy ban quốc tế nói trên hy vọng kết quả nghiên cứu của họ sẽ chấm dứt các tranh cãi về nguyên nhân gây ra thảm họa diệt chủng vào cuối kỷ Phấn trắng.
Bác bỏ giả thuyết do núi lửa
Lâu nay vẫn có một số nhà khoa học cho rằng, khủng long và những loại thằn lằn có hình dáng giống chim hiện đại đã bị quét sạch khỏi trái đất bởi những đợt phun trào núi lửa liên tiếp. Họ đặt giả thuyết rằng hoạt động của núi lửa đã dồn nham thạch nóng chảy xuống bể đá Deccan Traps, nằm trên cao nguyên Deccan ở khu vực thuộc về Trung Tây Ấn Độ ngày nay, và lấp đầy Biển Đen hai lần. Hơn nữa, khí sulfur bốc lên từ các đợt phun trào được xem là nguyên nhân dẫn tới việc bầu khí quyển trái đất lạnh đi nhanh chóng, khiến loài khủng long bị tiêu diệt vì không thể thích nghi với môi trường sống mới. Tuy nhiên những chứng cứ được công bố qua tạp chí Science cho thấy các hệ sinh thái cả ở dưới nước lẫn trên mặt đất đều bị hủy diệt nhanh trong thảm họa diệt chủng. Việc này khiến các khoa học gia đã bác bỏ nguyên nhân do phun trào núi lửa, bởi sẽ phải mất rất nhiều thời gian để các tác động tiêu cực của nó có thể giết chết những sinh vật khổng lồ như khủng long. “Bất chấp việc có chứng cứ cho thấy núi lửa hoạt động khá mạnh tại Deccan Traps ở kỷ Phấn trắng, các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước chỉ có những thay đổi rất nhỏ trong vòng 500.000 năm trước thời điểm diễn ra sự tuyệt diệt vào cuối kỷ Phấn trắng” - các nhà khoa học kết luận - “Việc khí sulfur bốc lên bầu khí quyển sau mỗi lần núi lửa phun trào... có những tác động rất ngắn lên hành tinh và không gây đủ thiệt hại để tạo nên một sự diệt chủng nhanh như thế đối với các sinh vật trên cạn lẫn dưới nước”.| Miệng hố Chicxulub, địa điểm được cho là nơi xảy ra vụ va chạm giữa thiên thạch với trái đất |
“Kịch bản” của sự tuyệt chủng Giả thuyết va chạm với thiên thạch lần đầu được khoa học gia Walter Alvarez và cộng sự nêu ra hồi năm 1980. Alvarez nói rằng sự gia tăng đột ngột lượng iridium trong lớp vỏ địa chất có niên đại cuối kỷ Phấn trắng là bằng chứng trực tiếp cho thấy tác động của vụ va chạm. Ông đặt ra khả năng một thiên thạch với đường kính từ 5 đến 15 km đã đâm vào rìa bán đảo Yucatan, Mexico, tạo nên miệng hố Chicxulub. Mặc dù không thể đưa ra kết luận chính xác về tốc độ bị diệt chủng của loài khủng long, nhiều mô hình nghiên cứu đã chứng minh rằng những sinh vật khổng lồ này chết rất nhanh. Cộng đồng khoa học đều tin rằng cú va chạm với thiên thạch đã tác động lên khủng long theo hai hướng. Tác động trực tiếp tới từ việc tảng thiên thạch đâm vào trái đất với tốc độ nhanh hơn 20 lần đạn bắn. Cú va chạm đã phát nổ, bắn ra một hỗn hợp nham thạch và khí gas, đủ nóng để “thiêu cháy bất kỳ sinh vật sống nào ở quanh vụ nổ và không nhanh chân tìm được nơi trú ẩn”, như nhận xét của Gareth Collins, một thành viên thuộc nhóm khoa học gia quốc tế. Tác động gián tiếp xảy ra khi các vật chất bị bắn lên bầu khí quyển trái đất với tốc độ cao. Chúng nhanh chóng phủ bóng tối lên bề mặt trái đất, ngăn cản ánh nắng mặt trời và tạo nên một mùa Đông lạnh giá trên quy mô toàn cầu, qua đó giết hại toàn bộ các sinh vật không thể thích nghi với môi trường sống mới. Tháng 9/2007, những nhà nghiên cứu Mỹ dẫn đầu bởi William Bottke, khoa học gia thuộc Viện nghiên cứu Southwest, Colorado, hợp tác với các đồng nghiệp CH Czech đã sử dụng máy tính để xác định nguồn gốc của vụ va chạm Chicxulub. Họ đã tính toán và cho ra kết quả tới 90% khả năng vụ va chạm bắt nguồn từ một thiên thạch khổng lồ tên Baptistina, với đường kính xấp xỉ 160km. Thiên thạch này vốn di chuyển ổn định với quỹ đạo nằm trong vành đai thiên thạch ở giữa sao Hỏa và sao Mộc. Tuy nhiên cách nay 160 triệu năm, nó đã bị đâm trúng bởi một thiên thạch vô danh với đường kính 55km. Vụ va chạm này xé nhỏ Baptistina và một số mảnh vỡ đã lao về hướng trái đất. Một mảnh vỡ trong số đó đã đâm vào bán đảo Yucatan và tạo ra hố Chicxulub. Ngoài tốc độ diệt chủng nhanh, một bằng chứng khác cho thấy “bàn tay dính máu” của thiên thạch trên là người ta đã tìm được khoáng chất thạch anh bị “sốc” [xáo trộn cấu trúc tinh thể] tại lớp vỏ trái đất có niên đại trùng với giai đoạn cuối kỷ Phấn trắng. Các nhà khoa học tin rằng thạch anh chỉ có thể bị “sốc” nếu nó chịu tác động bởi một lực khổng lồ, dưới tốc độ cao. Rõ ràng chỉ thứ gì đó tương tự một thiên thạch với đường kính rất lớn và di chuyển ở tốc độ cực cao mới có thể làm được chuyện như vậy.
Sự hủy diệt cuối kỷ Phấn trắng đã chấm dứt 160 triệu năm thống trị của khủng long và cho phép động vật có vú, những thủy tổ của con người, vươn lên “ngự trị” trái đất.
Số phận khủng long trước ngày tuyệt chủng hoàn toàn
Nguồn hình ảnh, Getty Images
Sự kiện thiên thạch khổng lồ đâm vào Trái Đất đã đẩy khủng long vào cảnh tuyệt chủng sớm hơn. Nhưng phải chăng chúng dẫu sao thì khi đó cũng đã đang trên đà tuyệt chủng rồi?
Khoảng 66 triệu năm trước, trên bán đảo Yucatán ở Mexico, một khối thiên thạch rộng chừng 12km đã đâm sầm vào Trái Đất.
Dòng sông trốn từ thiên đường xuống
Nếu khủng long chưa tuyệt chủng, nhân loại sẽ ra sao?
Quảng cáo
Khủng long có cơ hội tồn tại đến ngày nay?
Cú va chạm gây ra một vụ nổ kinh hoàng vượt ngoài sức tưởng tượng, có sức công phá mạnh gấp vài tỷ lần trái bom nguyên tử ném xuống Hiroshima.
Hầu hết các động vật sinh sống trên lục địa Châu Mỹ đều chết ngay tức khắc.
Vụ va chạm cũng đồng thời gây ra sóng thần trên toàn thế giới. Hằng hà sa số bụi khí mịt mù khắp bầu khí quyển, đưa Trái Đất chìm vào bóng tối.
"Mùa đông hạt nhân" này đã gây ra sự tuyệt chủng của rất nhiều các loài động thực vật.
Trong số các loài động vật đã tuyệt chủng do vụ va chạm khủng khiếp này, đáng chú ý nhất là khủng long.
Thế nhưng các loài khủng long đã sống như thế nào trước khi đại hoạ xảy ra? Đây là câu hỏi mà chúng tôi cố gắng giải mã trong nghiên cứu mới nhất vừa được công bố trên tạp chí khoa học Nature Communications.
Chúng tôi tập trung nghiên cứu vào sáu họ khủng long chính, những họ có tính chất đại diện và đa dạng nhất cho 40 triệu năm trước khi xảy ra vụ va chạm với thiên thạch.
Ba trong số này là họ khủng long ăn thịt: gồmTyrannosauridae - khủng long bạo chúa, Dromaeosauridae - thằn lằn bay [bao gồm Velociraptor, nổi tiếng trong loạt phim Công viên Kỷ Jura], và Troodontidae - điểu long răng khía.
Ba họ còn lại là các loài ăn cỏ: Ceratopsidae - khủng long có sừng [đại diện phổ biến nhất là Triceratops, khủng long ba sừng], Hadrosauridae - khủng long mỏ vịt [họ có tính đa dạng loài cao nhất], và Ankylosauridae - khủng long bọc giáp [đại diện bởi loài Ankylosaur, khủng long đuôi chuỳ, một loài khủng long có bộ giáp xương và đuôi chuỳ].
Chúng ta biết rằng tất cả các họ khủng long này đều đã sống cho đến cuối Kỷ Phấn trắng, kết thúc bởi cú va chạm thiên thạch lịch sử.
Mục tiêu của chúng tôi là xác định tốc độ phân hoá của các họ này - hình thành loài mới hay tuyệt chủng hoàn toàn.
Trong năm năm, chúng tôi đã tổng hợp tất cả thông tin về các họ khủng long này để tìm ra xem có bao nhiêu họ trên Trái Đất vào thời điểm xảy ra vụ va chạm, và bao nhiêu loài trong từng họ.
Theo ngành nghiên cứu cổ sinh vật học, mỗi mẫu hoá thạch được đặt tên bằng một mã số riêng để tiện theo dõi, truy vết, qua đó cho phép chúng tôi tìm hiểu khoa học qua quá trình kéo dài theo năm tháng.
Nguồn hình ảnh, Getty Images
Chụp lại hình ảnh,
Nghiên cứu cho thấy một số loài khủng long đã đang trên đà tuyệt chủng từ trước sự kiện thiên thạch va vào Trái Đất
Quá trình nghiên cứu khá vất vả - bởi vì chúng tôi đã phải hệ thống tất cả các hoá thạch hiện hữu của tất cả sáu họ khủng long này, đại diện cho hơn 1.600 cá thể từ khoảng 250 loài.
Những loài vật chịu lạnh giỏi nhất hành tinh
Vẻ đẹp huy hoàng của ngày tận thế
Bắc Cực bốc cháy: Tai họa đối với khí hậu toàn cầu
Để phân loại chính xác từng loài và xác định niên đại của chúng là việc không hề dễ dàng: một nhà nghiên cứu sẽ xác định niên đại và loài cụ thể cho một mẫu hoá thạch, rồi một nhà nghiên cứu khác sẽ kiểm tra lại và tiến hành phân tích theo cách khác. Trong những trường hợp này, chúng tôi phải tự đánh giá - nếu chúng tôi thấy có nhiều điểm còn nghi ngờ, mẫu hoá thạch đó sẽ bị loại bỏ khỏi quá trình nghiên cứu.
Khi các mẫu hoá thạch đã được phân loại kỹ lưỡng, chúng tôi sử dụng mô hình thống kê để ước tính số lượng loài tiến hoá theo thời gian trong mỗi họ.
Nhờ vậy, chúng tôi có thể lần theo dấu vết của các loài còn tồn tại và đã tuyệt chủng trong khoảng 160 đến 66 triệu năm trước, và đồng thời cũng ước tính được tốc độ hình thành loài mới trong mỗi họ - quá trình tiến hoá của loài mới - và sự tuyệt chủng của chúng qua năm tháng.
Để ước tính được tương đối các tốc độ phân hoá này, chúng tôi đã phải tính đến hàng loạt các biến số.
Những ghi chép về các mẫu hóa thạch là mang tính thiên vị: chúng thiếu độ đồng đều về mặt không gian và thời gian, và có một số loài khủng long thì đơn giản là không để lại các mẫu hóa thạch tốt như một số loài khác. Đây là vấn đề thường gặp trong ngành cổ sinh vật học, khi tiến hành ước tính mức độ đa dạng sinh học thời cổ đại.
Các mô hình phức tạp có thể tính đến mức bảo tồn không đồng đều giữa các loài qua năm tháng.
Với cách làm đó, các ghi chép về mẫu hoá thạch trở nên đáng tin cậy hơn trong việc ước tính số lượng loài tại một thời điểm nhất định.
Tuy nhiên, điều quan trọng là phải thận trọng, bởi chúng ta đang nói đến chuyện ước tính, mà các ước tính này lại có thể thay đổi, ví dụ như khi ta tìm thấy thêm mẫu hoá thạch, hay đưa thêm các mô hình phân tích mới.
Sụt giảm nhanh chóng
Kết quả của chúng tôi cho thấy số lượng các loài đã sụt giảm nhanh chóng từ khoảng 10 triệu năm trước khi khối thiên thạch lao vào Trái Đất, làm xoá sổ khủng long.
Sự sụt giảm này đặc biệt thú vị, bởi nó diễn ra trên toàn thế giới và ảnh hưởng đến cả hai nhóm ăn thịt và ăn cỏ, chẳng hạn như nhóm Tyrannosaurs [khủng long bạo chúa] ăn thịt, và nhóm Triceratops [khủng long ba sừng] ăn cỏ.
Nguồn hình ảnh, Getty Images
Chụp lại hình ảnh,
Các hệ sinh thái vào cuối Kỷ Phấn trắng đã thay đổi đáng kể do tác động của tình trạng biến đổi khí hậu và sự ra đời của thảm thực vật mới
Một số loài sụt giảm mạnh về số lượng, như Ankylosaurs [khủng long bọc giáp] và Ceratopsians [khủng long có sừng]. Chỉ duy nhất một trong số sáu họ mà chúng tôi nghiên cứu - điểu long răng khía - cho thấy có tốc độ suy giảm rất từ từ, mà bắt đầu diễn ra trong 5 triệu năm cuối cùng, trước khi khủng long tuyệt chủng.
Sinh tồn ở môi trường cao nhất, khắc nghiệt nhất
Một loài vật tuyệt chủng có thể đe dọa cả thế giới
Nếu bạn biết trước khi nào mình sẽ lìa đời
Điều gì đã gây ra sự sụt giảm mạnh mẽ này?
Một giả thuyết được nêu ra, đó là do tình trạng biến đổi khí hậu: vào thời điểm đó, nhiệt độ Trái Đất đã giảm mạnh đến 7-8 độ C.
Chúng ta biết rằng khủng long cần sống trong môi trường khí hậu ấm áp để quá trình trao đổi chất của chúng diễn ra bình thường.
Như chúng ta thường được nghe, khủng long không phải là thuộc nhóm động vật máu lạnh như cá sấu hay thằn lằn, cũng không phải là thuộc nhóm máu nóng như động vật có vú hay chim.
Chúng là loài trung nhiệt, có hệ trao đổi chất nằm giữa bò sát và thú, cho nên cần có khí hậu ấm để duy trì nhiệt độ cơ thể mới thực hiện được các chức năng sinh học bình thường.
Sự suy giảm nhiệt độ này hẳn đã có tác động nghiêm trọng đến sự sống còn của chúng.
Cần lưu ý là nghiên cứu của chúng tôi đã phát hiện thấy dấu hiệu tuyệt chủng đan xen ở cả hai nhóm khủng long ăn thịt và ăn cỏ: nhóm ăn cỏ có phần suy giảm nhẹ hơn nhóm ăn thịt.
Có thể là sự suy giảm của loài ăn cỏ đã dẫn đến sự suy giảm của loài ăn thịt. Chúng tôi gọi đây là hiệu ứng tuyệt chủng domino.
Cú đánh làm gục ngã hoàn toàn
Một câu hỏi lớn vẫn còn bỏ ngỏ: chuyện gì sẽ xảy ra nếu như thời điểm đó thiên thạch không đâm vào Trái Đất? Liệu khủng long có biến mất theo đà tuyệt chủng vốn có mà nghiên cứu trên đã tìm ra, hay chúng có thể vực dậy hồi sinh được?
Rất khó nói. Nhiều nhà cổ sinh vật học tin rằng nếu khủng long có thể sống sót qua đại nạn này, thì các loài linh trưởng và chắc chắn là con người sẽ không bao giờ có thể xuất hiện trên Trái Đất.
Nguồn hình ảnh, Getty Images
Chụp lại hình ảnh,
Liệu khủng long vẫn sẽ tuyệt chủng kể cả khi không xảy ra hiện tượng thiên thạch đâm vào Trái Đất?
Có một thực tế quan trọng, đó là sự phục hồi tính đa dạng loài có thể xảy ra một cách ngẫu nhiên và phụ thuộc vào từng nhóm khủng long, bởi thế một số nhóm có thể sống sót trong lúc một số khác thì không.
Ví dụ như Hadrosaurs, tức khủng long "mỏ vịt", đã cho thấy chúng có một số hình thức chịu đựng bền bỉ trước đà suy giảm, và sau đó đã có độ phục hồi nhất định.
Những gì mà chúng tôi có thể nói một cách chắc chắn, đó là các hệ sinh thái vào cuối Kỷ Phấn trắng đã phải trải qua những áp lực ghê gớm do khí hậu biến đổi theo chiều hướng xấu đi và do có những thay đổi to lớn trong thảm thực vật, và vụ thiên thạch đâm sầm vào Trái Đất chính là giọt nước tràn ly khiến chúng bị xóa sổ.
Đây cũng là kịch bản thường thấy cho sự tuyệt chủng của một loài: đầu tiên sẽ có sự suy giảm về số lượng và áp lực môi trường sống thay đổi khắc nghiệt, sau đó một sự kiện xảy ra làm xóa sổ hoàn toàn một nhóm loài đã đang mấp mé bên bờ vực tuyệt chủng.
Bài gốc đã đăng trên The Conversation và được đăng lại trên BBC Future theo giấy phép Creative Commons.