Xuất hiện bằng chứng cho thấy khí hậu nóng lên, tầng ozone tiêu biến cũng khiến sự kiện đại tuyệt chủng diễn ra

Vào cuối kỷ Devon, khoảng 359 triệu năm trước, Trái Đất diễn ra nhiều biến động: Cá bắt đầu bò lên khỏi mặt nước, rừng thực vật giống dương xỉ xâm lấn nhiều lục địa. Thế giới lúc này đang hồi phục sau sự kiện tuyệt chủng diễn ra trước đó 12 triệu năm, nhưng khí hậu vẫn còn khắc nghiệt lắm, thậm chí sông băng xuất hiện tại những vùng khí hậu nhiệt đới.

Thời gian thấm thoắt trôi, Trái Đất ấm dần lên, sự sống bắt đầu đâm chồi thì lại một sự kiện tuyệt chủng nữa diễn ra mà không rõ nguyên do.

Nhưng trong nghiên cứu mới, khi phân tích bào tử của thực vật thời kỳ Devon được bảo quản trong lớp trầm tích dưới đáy một hồ nước cổ đại phía Đông Greenland, các nhà khoa học lần ra manh mối cho thấy lớp ozone bảo vệ Trái Đất đột nhiên biến mất, khiến sự sống trên bề mặt Hành tinh Xanh trực tiếp hứng chịu bức xạ từ tia cực tím.

Hình minh họa thảm thực vật trên mặt đất thời Devon, cây cối phát triển thịnh vượng khi chưa có thú ăn cỏ dạo bước.

Trong báo cáo khoa học mới xuất hiện trên Science Advances , nhà nghiên cứu John Marshall và cộng sự viết rằng: cùng thời điểm sự kiện tuyệt chủng bắt đầu diễn ra, các bào tử biến dạng và đen lại, chứng tỏ ADN của chúng đã bị tổn thương. Theo lời ông Marshall, đó chính là bằng chứng cho thấy “lớp ozone bảo vệ Trái Đất đã biến mất”.

Đã từ lâu, các nhà khoa học tin rằng - ít nhất vào trước thời điểm con người trở thành một trong những thế lực có khả năng gây ra sự tuyệt chủng - có hai khả năng khiến sự sống trên Trái Đất bị xóa sổ: một sự kiện va chạm với thiên thạch hoặc một vụ phun trào núi lửa khổng lồ.

Nhưng hai năm trước, khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra bằng chứng về sự kiện tuyệt chủng tồi tệ nhất lịch sử Trái Đất - vào cuối kỷ Permi, khoảng 252 triệu năm trước - các núi lửa tại vùng Siberia ném muối lên tầng bình lưu, nhiều khả năng chính nó đã khiến tầng ozone biến mất và triệt sản phần lớn thực vật trên bề mặt.

Bào tử bị biến dạng, với cấu trúc ADN thay đổi, dường như chúng đã bị ảnh hưởng nặng nề từ tia cực tím.

Trong nghiên cứu mới, bào tử có niên đại từ cuối kỷ Devon cho ta thêm bằng chứng về việc không cần núi lửa phun trào, khí hậu đủ nóng cũng có thể khiến tầng ozone tiêu biến. Nhà cổ sinh vật học Lauren Sallan nhận định: “Bởi bằng chứng rất rõ ràng, nó sẽ khiến người ta nghĩ lại về những sự kiện tuyệt chủng khác”.

Kỷ Devon chứng kiến hai sự kiện tuyệt chủng: một ở thời điểm Hậu Devon và một diễn ra trước khi kỷ Devon kết thúc, hai sự kiện cách nhau 12 triệu năm. Sự kiện diễn ra trước nhiều khả năng là do núi lửa phun trào, bằng chứng trong các lớp trầm tích cho thấy hầu hết san hô và động vật biển có vỏ cứng ch*t do nhiệt độ thay đổi đột ngột.

Nhưng khoảng 10 năm về trước, nghiên cứu được dẫn dắt bởi cô Sallan và cộng sự cho thấy sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Devon cũng khủng khiếp không kém, hầu hết thực vật và những con cá bốn chi đầu tiên (đã bắt đầu tiến hóa thêm ngón) biến mất.

Thời điểm đó, nhóm của cô Sallan chưa rõ điều gì gây ra sự kiện tuyệt chủng này. Không hoạt động núi lửa, không va chạm thiên thạch, nhưng nhiều bằng bằng chứng cho thấy các vỉa đá có liên hệ với sông băng đột ngột hình thành và biến mất; ấy là dấu hiệu cho thấy khí hậu Trái Đất cuối kỷ Devon có biến động mạnh.

Cá có chi là một trong số nhiều sinh vật bị tuyệt chủng trong kỷ Devon.

Suốt 3 thập kỷ qua, ông John Marshall để tâm tìm hiểu những vỉa đá nằm phía Đông Greenland có niên đại từ kỷ Devon. Ở thời điểm vài trăm triệu năm trước, Greenland nằm gần hơn về phía xích đạo, giữa khu vực có tên Lục địa Đá cát đỏ Cổ.

Khi khí hậu nóng dần lên, hồ nước ngọt hình thành và các lớp trầm tích dần biến thành đá bùn, ghi lại điều kiện khí hậu trước và trong thời điểm diễn ra sự kiện tuyệt chủng. Năm 2017, ông Marshall đào lên được một mẫu đá bùn được cho là hoàn hảo - một cuốn sách lịch sử nhiều trang ghi lại những gì đã diễn ra.

Trong viên đá cổ là bào tử biến dạng - bào tử cũng nhạy cảm trước tia cực tím từ Mặt Trời y như con người vậy, và vỏ ngoài của chúng sẽ đen lại khi tiếp xúc tia UV.

Theo nhận định của nhà nghiên cứu Marshall, khí hậu nóng lên khiến bão mạnh hơn, rất có thể chúng đã đưa nước và muối lên tầng bình lưu và làm hư hại tầng ozone.

Khi mà tia cực tím giết ch*t thảm thực vật, chất dinh dưỡng tràn xuống biển có thể đã khiến tảo và phù du phát triển cực thịnh, muối có khả năng ăn mòn ozone lại càng nhiều. Vòng luẩn quẩn này đã khiến bề mặt Trái Đất hứng chịu trực tiếp bức xạ Mặt Trời.

Bão lớn có thể đẩy nước lên tầng bình lưu, khi kết hợp với những yếu tố khác, hỗn hợp này có thể ăn mòn tầng ozone.

Những gì ông Marshall mô tả không chỉ lý giải được sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Devon, mà còn giải thích được sự xuất hiện của nhiều mỏ khí tự nhiên trong thời kỳ này lẫn sự phát triển vượt trội của phù du. Đây cũng có thể là chuỗi sự kiện sẽ diễn ra ở thời điểm hiện tại, hỗn hợp của không khí ẩm đưa lên không nhờ gió bão, phân tử chlorine và các hạt dung dịch trong không khí có thể ăn mòn tầng ozone.

Tuy nhiên, các nhà khoa học khí quyển chưa thể đưa ra khẳng định về việc tầng ozone đang bị ăn mòn, và cũng không dám chắc đó là sự kiện đã diễn ra ở cuối kỷ Devon. Khí hậu Trái Đất đang có thiên hướng xấu đi, nhưng chưa thể khẳng định hậu quả gây ra cho tầng ozone.

Theo các chuyên gia đầu ngành, cần thử nghiệm kỹ hơn bằng các mô hình giả lập để có thể khẳng định tia cực tím đã gây ra hiện tượng tuyệt chủng cuối kỷ Devon, và đồng thời cảnh báo về những gì có thể xảy ra ở thời điểm hiện tại.

Tham khảo Science Mag