Nghiên cứu mới tiết lộ thêm thông tin về cuộc đại tuyệt chủng đầu tiên trên Trái Đất cách chúng ta 445 triệu năm. Khoảng 85% các loài sinh vật biển, hầu hết sống ở các đại dương nông gần lục địa, đã biến mất trong thời gian đó.
Chúng ta đều biết rằng loài khủng long đã chết trong một cuộc tuyệt chủng hàng loạt. Nhưng bạn có biết rằng đã có những vụ tuyệt chủng hàng loạt khác không? Có năm cuộc tuyệt chủng hàng loạt quan trọng nhất, được gọi là “Big Five”, sự kiện mà ít nhất 3/4 số loài tồn tại trên toàn Trái đất phải đối mặt với sự tuyệt chủng trong một khoảng thời gian địa chất cụ thể. Với xu hướng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu tin rằng chúng ta có thể đang ở vị trí thứ sáu.
Khám phá nguyên nhân gốc rễ của sự tuyệt chủng hàng loạt trên Trái đất từ lâu đã là một chủ đề nóng đối với các nhà khoa học, vì hiểu được các điều kiện môi trường dẫn đến việc loại bỏ phần lớn các loài trong quá khứ có thể giúp ngăn chặn một sự kiện tương tự xảy ra trong tương lai.
Một nhóm các nhà khoa học từ Khoa Trái đất và Môi trường của Đại học Syracuse, Đại học California, Berkeley và Đại học California, Riverside, Đại học Bourgogne Franche-Comté, Đại học New Mexico, Đại học Ottawa, Đại học Khoa học Công nghệ của Trung Quốc và Đại học Stanford gần đây là đồng tác giả của một bài báo khám phá sự kiện tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Ordovic (LOME), là cuộc đại tuyệt chủng đầu tiên, hoặc lâu đời nhất trong “Big Five (~ 445 triệu năm trước)”.
Tác giả chính Alexandre Pohl, đến từ Đại học Riverside (hiện là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Bourgogne Franche-Comté ở Dijon, Pháp) và các đồng tác giả khác đã điều tra môi trường đại dương trước, trong và sau cuộc đại tuyệt chủng để xác định sự kiện diễn ra như thế nào. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Geoscience vào ngày 1 tháng 11.
Để vẽ một bức tranh về hệ sinh thái đại dương trong Kỷ Ordovic, chuyên gia về sự tuyệt chủng hàng loạt Seth Finnegan, phó giáo sư tại Đại học Berkeley, nói rằng các vùng biển rất đa dạng sinh học. Ông nói: “Vùng biển thời đó có một số nhóm sinh vật quen thuộc như trai, ốc và bọt biển, nhưng cũng có nhiều nhóm khác hiện đang bị suy giảm rất nhiều về tính đa dạng hoặc hoàn toàn tuyệt chủng như bọ ba thùy, ngành động vật tay cuộn (brachiopod) và huệ biển”.
Không giống như các vụ tuyệt chủng hàng loạt nhanh chóng, như sự kiện tuyệt chủng kỷ Phấn trắng-Đệ tam, nơi khủng long và các loài khác đột ngột chết cách đây khoảng 65,5 triệu năm, Finnegan cho biết LOME đã diễn ra trong một khoảng thời gian đáng kể, với ước tính từ dưới nửa triệu đến gần hai triệu năm.
Khí hậu lạnh đi có thể làm thay đổi mô hình lưu thông hải lưu dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt các động vật biển
Một trong những cuộc tranh luận chính xung quanh LOME là liệu sự thiếu oxy trong nước biển có gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt trong thời kỳ đó hay không. Để điều tra câu hỏi này, nhóm nghiên cứu đã tích hợp thử nghiệm địa hóa với mô phỏng số và mô hình máy tính.
Zunli Lu, giáo sư Trái đất và khoa học môi trường tại Đại học Syracuse, và các sinh viên của ông đã thực hiện các phép đo nồng độ iốt trong đá cacbonat từ thời kỳ đó, đóng góp những phát hiện quan trọng về nồng độ oxy ở các độ sâu khác nhau của đại dương. Nồng độ của nguyên tố iốt trong đá cacbonat đóng vai trò như một chỉ báo cho những thay đổi về mức độ oxy đại dương trong lịch sử Trái đất.
Dữ liệu của họ, kết hợp với mô phỏng mô hình máy tính, cho thấy rằng không có bằng chứng về việc mất oxy - hoặc thiếu oxy - trong sự kiện tuyệt chủng trong môi trường sống của động vật biển nông, nơi hầu hết các sinh vật sinh sống, có nghĩa là khí hậu lạnh đi xảy ra trong kỷ Ordovic muộn kết hợp với các yếu tố bổ sung có thể là nguyên nhân gây ra LOME.
-
- Hóa thạch từ Kỷ Ordovic trên đảo Anticosti, Quebec, Canada
Mặt khác, có bằng chứng cho thấy tình trạng thiếu oxy trong các đại dương sâu đang mở rộng trong cùng thời gian đó. Các nhà nghiên cứu cho rằng thiếu oxy ở biển sâu là nguyên nhân ảnh hưởng đến sự lưu thông của nước biển qua các đại dương toàn cầu. Chuyên gia mô hình khí hậu Alexandre Pohl cho biết rằng một điểm chính cần ghi nhớ là lưu thông đại dương là một thành phần rất quan trọng của hệ thống khí hậu.
Pohl cho biết: “Quá trình oxy hóa ở thượng lưu để đáp ứng với việc làm lạnh nước biển đã được dự đoán, bởi vì oxy trong khí quyển được ưu tiên hòa tan trong các vùng nước lạnh”. Tuy nhiên, chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy tình trạng thiếu oxy mở rộng ở vùng hạ lưu đại dương vì tình trạng thiếu oxy trong lịch sử Trái đất thường liên quan đến sự nóng lên toàn cầu do núi lửa gây ra”.
Ông là thành viên của nhóm nghiên cứu do nhà nghiên cứu mô hình cao cấp Andy Ridgwell, giáo sư tại UC Riverside dẫn đầu, với kết quả mô hình máy tính cho thấy việc khí hậu lạnh đi có thể làm thay đổi mô hình lưu thông hải lưu, ngăn dòng nước giàu oxy ở vùng biển nông vào đại dương sâu hơn.
Lu nhận ra rằng việc khí hậu lạnh đi cũng có thể dẫn đến mức oxy thấp hơn ở một số khu vực của đại dương là một kết quả chính trong nghiên cứu của họ.
Lu cho biết: “Trong nhiều thập kỷ, quan điểm phổ biến trong lĩnh vực của chúng tôi là sự nóng lên toàn cầu khiến các đại dương mất oxy và do đó ảnh hưởng đến khả năng sinh sống của sinh vật biển, có khả năng gây mất ổn định cho toàn bộ hệ sinh thái. Trong những năm gần đây, việc thu thập bằng chứng chỉ ra một số giai đoạn trong lịch sử Trái đất khi nồng độ oxy cũng giảm xuống ở các vùng khí hậu lạnh”.
Mặc dù nguyên nhân của sự tuyệt chủng kỷ Ordovic muộn chưa được thống nhất hoàn toàn và cũng sẽ không được thống nhất trong một thời gian sớm, nghiên cứu của nhóm đã loại trừ những thay đổi trong quá trình oxy hóa như một lời giải thích duy nhất cho sự tuyệt chủng này và bổ sung thêm dữ liệu mới ủng hộ sự thay đổi nhiệt độ là cơ chế gây ra LOME.
Pohl hy vọng rằng khi có những dữ liệu khí hậu tốt hơn và các mô hình số phức tạp hơn, họ sẽ có thể đưa ra các bằng chứng mạnh mẽ hơn về các yếu tố có thể đã dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt kỷ Ordovic.
(t/h)
