Bí ẩn về 11 cuộc đại tuyệt chủng trên Trái Đất, tiên đoán về sự kiện thứ 12

Trái Đất đã chứng kiến hàng loạt sự kiện diệt vong đáng sợ xuyên suốt lịch sử hình thành. Giới chuyên gia ước tính rằng trong số 4 tỷ loài sinh vật đã từng tiến hóa trên “hành tinh xanh", khoảng 1% vẫn còn có thể duy trì nòi giống cho đến bây giờ.

Tuy nhiên, ước tính trên vẫn còn quá “mơ hồ" và có phần “lạc quan". Bởi vì quá trình hóa thạch là một quá trình đặc biệt và hiếm gặp, "chưa đến 1/10 của 1%" mọi chủng loài đã từng tồn tại đều trở thành hóa thạch.

Thông qua việc nghiên cứu nguồn hóa thạch được tìm thấy, các nhà khoa học có thể xác định nguồn gốc và quá trình tiến hóa của các loài sinh vật khác nhau. Tuy là một phần của vòng tuần hoàn tự nhiên, các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt vẫn gây nên nỗi kinh hoàng đối với mọi sinh vật vì chúng có thể làm đa dạng sinh học, hoặc tệ hơn là tuyệt diệt mọi sự sống trên Trái Đất.

1. Thảm họa oxy

Tuy oxi là một phần thiết yếu của con người, sự ra đời của “nguồn sống" này thực chất là nguyên nhân dẫn đến cuộc tuyệt chủng hàng loạt đầu tiên trong lịch sử Trái Đất. Được biết đến với cái tên Sự kiện Oxy hóa lớn (GOE), hay còn được gọi là Thảm họa Oxi, một nguyên tố hoá học đơn giản đã thay đổi mãnh liệt cả một tiến trình hình thành sự sống trên hành tinh chúng ta.

Khoảng 3 tỷ năm trước, bầu khí quyển của Trái đất chỉ có 0,03% hàm lượng oxygen so với ngày nay. Khuẩn Anoxic không cần oxy để sống sót, thực chất, oxy với chúng vô cùng độc hại. Điều này hóa ra là bất lợi khi vi khuẩn lam (Cyanobacteria) xuất hiện.

Vào lúc bắt đầu thì bất kỳ oxy tự do nào sản ra đều bị bắt giữ về mặt hóa học của sắt hoà tan hoặc chất hữu cơ (tức là oxy hóa các chất đó). Khi những chất trên cạn kiệt, oxy tự do bắt đầu được tích lũy trong môi trường, và là thời điểm bắt đầu của GOE.

Sau khi GOE diễn ra, oxy tự do dư thừa bắt đầu tích lũy trong khí quyển. Oxy tự do có hại với sinh vật kỵ khí và khi nồng độ tăng cao có thể đã xóa sổ hầu hết “cư dân” kỵ khí của Trái Đất vào thời điểm đó. Do đó các vi khuẩn lam này chịu trách nhiệm cho một trong những sự kiện tuyệt chủng lớn nhất trong lịch sử Trái Đất.

Cuối cùng, sinh vật hiếu khí bắt đầu phát triển, tiêu thụ oxy và dẫn đến trạng thái cân bằng của oxy trong khí quyển. Từ lúc đó oxy tự do là một thành phần quan trọng của khí quyển. Ngày nay, vi khuẩn lam chỉ tồn tại ở những nơi ít dưỡng khí như lòng đại dương.

2. 50% sự sống trên Trái Đất biến mất ở kỷ Cambri

Giữa giai đoạn cuối cùng của kỷ Cambri, kéo dài từ 541 triệu năm đến 485 triệu năm trước, Trái đất đã chứng kiến hai sự kiện tuyệt chủng được gọi là sự kiện tuyệt chủng hàng loạt cuối cùng của Botomian.

Kỷ Cambri được coi là dòng thời gian quan trọng trong lịch sử sinh học của Trái đất vì sự chuyển đổi từ các sinh vật đơn bào sang các sinh vật đa bào, bao gồm cả động vật có vỏ cứng như trilobites (bọ Ba thuỳ). Tuy nhiên, khoảng 510 triệu năm trước, giới chuyên gia ước tính rằng 83% tất cả các chi có vỏ cứng trên khắp thế giới đã tuyệt chủng.

Sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt, sự đa dạng sinh học toàn cầu được cho là đã giảm xuống mức 35%. Các sinh vật như trilobites và archaeocyathids (động vật Chén cổ) đã bị "ảnh hưởng nghiêm trọng".

Đối với một số nhà khoa học, sự kiện tuyệt chủng hàng loạt cuối cùng của Botomian được coi là thậm chí còn nghiêm trọng hơn sự tuyệt chủng vào cuối thời kỳ Permi, khoảng 250 năm sau đó.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa hoàn toàn chắc chắn nguyên nhân gây ra sự kiện tuyệt chủng hàng loạt cuối cùng của Botomian. Theo Đại học Leeds, có một số giả thuyết, bao gồm núi lửa, mực nước biển dâng cao, nước biển cạn kiệt oxy…

3. Đại tuyệt chủng Ordovic

Sự tuyệt chủng hàng loạt Late Ordovic bao gồm hai sự kiện tuyệt chủng trong kỷ Hirnant, giai đoạn cuối cùng của Ordovic khoảng 444 triệu năm trước, và được coi là một trong những sự kiện tuyệt chủng lớn nhất trong lịch sử sinh học của Trái đất. Trong quá trình diễn ra "hai xung tuyệt chủng", 85% tất cả các loài sinh vật biển đã tuyệt chủng, cùng với đó là 85% tổng số loài, 60% tổng số chi và 25% tổng số họ bị xóa sổ .

Sự tuyệt chủng hàng loạt đầu tiên trên Trái đất xảy ra vào thời kỳ mà các sinh vật như san hô và động vật chân đốt có vỏ lấp đầy các vùng nước nông trên thế giới nhưng vẫn chưa mạo hiểm lên đất liền. Bản thân sự sống đã bắt đầu lan rộng và đa dạng hóa, xuất hiện lần đầu tiên vào khoảng 3,7 tỷ năm trước. Nhưng khoảng 440 triệu năm trước, một sự thay đổi khí hậu đã khiến nhiệt độ nước biển thay đổi, và phần lớn sự sống trong đại dương đã chết. Vào cuối kỷ Ordovic, băng hà hàng loạt đã bao phủ siêu lục địa phía nam, Gondwana.

Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Oceanology, sự đóng băng trên quy mô này đã làm mất đi tỷ lệ nước cao trên thế giới và hạ thấp đáng kể mực nước biển toàn cầu, làm mất đi môi trường sống quan trọng của nhiều loài, hủy chuỗi thức ăn và giảm khả năng sinh sản, theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Oceanology.

Tuy nhiên, không phải tất cả các nhà khoa học đều đồng ý với điều này. Theo National Geographic, các giả thuyết khác cho rằng kim loại độc hại có thể đã hòa tan vào nước biển trong thời kỳ cạn kiệt oxy, xóa sổ sinh vật biển.

Các nhà khoa học khác cho rằng một vụ nổ tia gamma từ một siêu tân tinh đã xé toạc một lỗ hổng khổng lồ trong tầng ôzôn, cho phép bức xạ cực tím chết người giết chết sự sống bên dưới. Theo APS News , có một giả thuyết khác cho rằng núi lửa là nguyên nhân.

4. Sự kiện Lau

Khoảng 420 triệu năm trước, sự kiện Lau (Kozlowskii), là giai đoạn cuối cùng trong ba sự kiện tuyệt chủng xuất hiện trong kỷ Silur, sau 2 người “anh" Ireviken và Mulde. Tuy nhiên, không giống như các cuộc tuyệt chủng hàng loạt khác - có "liên kết chặt chẽ" với những yếu tố như núi lửa phun trào, giới chuyên gia gặp không ít khó khăn để xác định nguyên nhân dẫn đến Lau.

Theo Science Daily, 23% sinh vật biển đã bị xoá sổ trong giai đoạn tuyệt chủng ở Lau. Điều thú vị là các rạn san hô ở vùng nước nông hầu như không bị ảnh hưởng. Các nhà khoa học tin rằng, nguyên nhân là do quá trình khử oxy của đại dương bắt đầu xảy ra đối với các sinh vật sống ở vùng biển sâu. Người ta cũng tin rằng "sự gia tăng lưu huỳnh trong đại dương" cũng góp phần dẫn đến cuộc “thanh trừng" này.

Sự tuyệt chủng trên diện rộng và "mồ chôn của một lượng lớn chất hữu cơ" cũng được cho là nguyên nhân là dẫn đến sự gián đoạn chu trình cacbon, gây ra những thay đổi đáng kể về khí hậu và môi trường thời đó. Tuy nhiên, vì sự gián đoạn chu trình cacbon xảy ra hơn 100.000 năm sau sự kiện tuyệt chủng Lau, rất khó để chứng minh liệu thực sự có mối liên hệ giữa chúng hay không.

5. Tuyệt chủng Devon muộn

Mặc dù các nhà khoa học đồng ý rằng, sự kiện tuyệt chủng vào cuối kỷ Devon đã xóa sổ vô số chủng loài khác nhau, tuy nhiên, vẫn còn nhiều ý kiến trái chiều về thời điểm cuộc “chinh phạt" kéo dài trong bao lâu. Bản thân Kỷ Devon trải dài từ 419 triệu năm trước đến 358 triệu năm trước, và những đợt diệt chủng hàng loạt được cho là kéo dài từ 2-4 triệu năm đến 20-25 triệu năm.

Theo tờ The Devonian Times, xuyên suốt 8 đến 10 sự kiện tuyệt chủng trong thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Devon, 20% tất cả các họ động vật và 70-80% tất cả các loài động vật chính thức “bốc hơi" khỏi bề mặt Trái Đất.

Nạn nhân chủ yếu của sự kiện huỷ diệt này là sinh vật biển và những rạn san hô, dẫn đến những thay đổi to lớn trong hệ sinh thái rạn san hô. Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Mỹ từng viết: “San hô nói chung đã bị ảnh hưởng nặng nề đến nỗi chúng phải mất gần 120 năm để phục hồi và tái sinh”.

Theo nhà cổ sinh học McLaren, một thiên thạch có đường kính lớn đã va chạm với Trái đất, gây nên những đợt sóng thần, tàn phá hệ sinh thái bờ biển, đồng thời gây xáo trộn các tầng biển sâu. Một nguyên nhân khác là sự phát triển mạnh mẽ của thực vật đã làm giảm CO2, khiến khí hậu trở nên lạnh hơn, nhiều sinh vật không thích nghi được đã bị tiêu diệt.

Tạp chí Discover viết rằng các nhà khoa học tin rằng hầu hết các vụ tuyệt chủng trong thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Devon là do lượng oxy thấp trong đại dương, nhưng họ vẫn không chắc chắn chính xác tại sao lại có lượng oxy thấp như vậy trong thời kỳ đó.

6. Sự sụp đổ của rừng mưa nhiệt đới cacbon

Trong khi lịch sử của các vụ tuyệt chủng hàng loạt thường tập trung vào các chủng loài động vật, sự kiện xóa sổ hàng loạt hệ thực vật đã từng bị lãng có phần “nhỏ hơn" so với những “kẻ huỷ diệt" khác. Được biết đến với cái tên “Sự sụp đổ của rừng mưa nhiệt đới cacbon, cuộc tuyệt chủng hàng loạt của các loài thực vật cách đây khoảng 307 triệu năm được cho là đã làm thay đổi hoàn toàn cảnh quan và hệ sinh thái của Trái Đất.

Theo tờ The Conversation, khoảng 310 triệu năm trước, vùng đất Pangea và Cathaysia được bao phủ bởi thảm thực vật tương tự như rừng mưa nhiệt đới. Những khu rừng này được gọi là "rừng than" vì khi các chất thực vật từ những khu rừng này bị phân hủy, các mỏ than bùn khổng lồ tích tụ, sau này biến thành than.

Tạp chí Discover cho biết, ngay cả từ "Carboniferous" (tên gốc) cũng có nghĩa là "chứa than" trong tiếng Latinh. Thảm thực vật trong suốt thời kỳ này ban đầu phát triển mạnh mẽ do có tính ưa ẩm, tuy nhiên, khi khí hậu Trái Đất ngày càng trở nên khô cằn, nhiều loài thực vật như cỏ đuôi ngựa và thông đất dần dần biến mất. Cho đến nay, mức độ và quy mô tổng thể của vụ tuyệt chủng hàng loạt này vẫn là một ẩn số.

7. Permi - Tam Điệp: Thảm sát đẫm máu nhất lịch sử Trái Đất

Sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi - Tam Điệp, hay có tên gọi phổ biến hơn là sự kiện P - T, được coi là Đại tuyệt chủng khủng khiếp nhất trong lịch sử sinh học của Trái đất. Còn được biết đến với danh xưng “Đại diệt vong" - Great Dying, nhiều nhà khoa học tin rằng, mức độ huỷ diệt của P - T là “bất khả chiến bại", không sự kiện tuyệt chủng hàng loạt nào có thể “đặt lên bàn cân" với nó.

Diễn ra vào khoảng 251,9 triệu năm trước, đại tuyệt chủng này đã tuyệt diệt 90% sinh vật biển và 70% sinh vật sống trên cạn, thiết lập gần như toàn bộ hệ thống sinh giới. Tất cả sự sống trên Trái Đất ngày nay chỉ là nguồn gốc của khoảng 10% động vật, thực vật và vi sinh vật sống sót sau cuộc đại tuyệt chủng kỷ Nhị Điệp (Permi).

Các bằng chứng khảo cổ cho thấy, nguyên nhân chính của hiện tượng trên là do sự vận động kiến tạo mạnh mẽ của lớp vỏ Trái Đất, gây nứt gãy, dồn nén các mảng lục địa. Sự phun trào magma lên bề mặt Trái đất đã nhấn chìm tất cả trong biển lửa. Bên cạnh đó, bụi và khí cacbon tràn ngập không khí, gây hiệu ứng nhà kính khiến Trái đất càng trở nên nóng hơn bao giờ hết. Dưới đại dương, các dòng hải lưu thay đổi đã làm biến mất nhiều hệ sinh thái, sự sống trở nên vô cùng mong manh.

Một nguyên nhân nữa được cho là góp phần gây ra vụ đại tuyệt chủng đẫm máu này là sự va chạm của thiên thạch có bán kính 500 km với Trái Đất. Theo ước tính, quá trình phục hồi và tái sinh sau trận càn quét mất đến 10 triệu năm.

8. Hồi kết của kỷ Tam Điệp - Jura

Sau sức công phá khủng khiếp của P - T lên Trái Đất, sự sống chỉ có khoảng 50 triệu năm trước khi một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt khác ập đến. Vụ tuyệt chủng kỷ Trias-Jura, còn được gọi là tuyệt chủng cuối kỷ Tam Điệp, xảy ra cách đây khoảng 201 triệu năm và được mô tả là "có quy mô tương đương với các sự kiện thuộc kỷ Ordovic muộn, kỷ Devon muộn và cuối kỷ Phấn trắng".

Giới chuyên gia ước tính rằng có tới 34% các chi sinh vật biển đã tuyệt chủng. Nhiều loài động vật có xương sống trong đại dương và bò sát biển đã biến mất, ngoại trừ thằn lằn cá, thằn lằn chân chèo. Các động vật không xương như ngành tay cuốn, ngành thân mềm, lớp lưỡng cư và đặc biệt là bò sát phụ lớp thằn lằn cổ (trừ khủng long) ở đất liền cũng bị ảnh hưởng nặng nề. Khoảng 23% số họ, 48% số chi đã bị tuyệt chủng.

Vào cuối thời kỳ Tam Điệp, Trái đất nóng lên, có khả năng là do lượng khí nhà kính khổng lồ bị đẩy vào bầu khí quyển bởi Vùng Magma Trung Đại Tây Dương, nơi có dung tích dung nham có thể bao phủ nước Mỹ. Sự gia tăng khí CO2 đã làm axit hóa các đại dương và khiến các sinh vật biển khó tạo vỏ từ canxi cacbonat (CaCo3) hơn.

Sự kiện huỷ diệt này đã tạo điều kiện cho khủng long thống trị hành tinh suốt kỷ Jura và kỷ Phấn Trắng (Creta). Khủng long làm chủ toàn bộ mặt đất, trong khi đó các vùng nước ngọt là địa phận của tổ tiên loài cá sấu ngày nay (thuộc lớp phụ thằn lằn), nhóm thằn lằn cổ rắn và thằn lằn cá trở thành bá vương biển cả.

9. Thiên thạch “định mệnh" kỷ Phấn Trắng - Cổ Cận

Sự kiện tuyệt chủng kỷ Phấn Trắng - Cổ Cận, trước đây được gọi là tuyệt chủng K - T, có thể được coi sự kiện tuyệt chủng được biết đến nhiều nhất trong lịch sử Trái Đất. Sự tuyệt chủng trên đề cập đến vụ va chạm với tiểu hành tinh xảy ra cách đây khoảng 65 triệu năm, dẫn đến việc bốc hơi hầu hết sự sống trên Trái Đất, bao gồm cả triều đại khủng long.

Tiểu hành tinh Chicxulub, rộng khoảng 12 km, đã đâm xuống Trái Đất ở vùng biển ngoài khơi bán đảo Yucatán của Mexico ngày nay với vận tốc ước tính 70.000 km/h. Nó không chỉ để lại một miệng núi lửa rộng hơn 190 km, mà còn gây ra một trận sóng thần khổng lồ và đốt cháy mọi cánh rừng trên bất kỳ vùng đất nào trong vòng gần 1.500 km sau vụ va chạm, tạo nên hiện tượng 'bẫy Deccan' tàn phá nghiêm trọng sinh quyển Trái Đất.

Các sự kiện địa chất đó đã khiến bụi và các mảnh rác phun ra bầu khí quyển, dẫn đến sự nguội lạnh toàn cầu và khiến các hệ sinh thái gần như sụp đổ ngay lập tức. Thảm kịch đã dẫn đến việc xoá sổ khoảng 76% số loài sinh vật trên thế giới, đánh dấu sự kết thúc của Đại Trung sinh và bắt đầu Đại Tân sinh bằng kỷ Cổ Cận (Paleogen).

10. Cơn “sốc lạnh" Eocen – Oligocen

Khoảng 34 triệu năm trước, khi kỷ nguyên Eocen (Thế Thuỷ Tân) kết thúc, khí hậu Trái Đất trở lạnh đột ngột, tác động đến đời sống sinh vật bằng một vụ tuyệt chủng hàng loạt được gọi là sự kiện tuyệt chủng Eocen – Oligocen. Khi nhiệt độ giảm mạnh, rừng cây hoá đồng cỏ, mực nước biển giảm và đánh dấu sự hình thành của dải băng bao phủ toàn bộ Nam Cực.

Giới khoa học ước tính rằng ở châu Âu và châu Á, gần 66% tất cả các loài sinh vật đã tuyệt chủng, đồng thời 63% các loài động vật có vú ở châu Phi và bán đảo Ả Rập, Duke News cũng hoàn toàn biến mất. Đối với một số sinh vật, sự kiện tuyệt chủng Eocen - Oligocen thậm chí còn tàn khốc hơn. Chỉ có 10% các loài động vật thân mềm ở đồng bằng ven biển thuộc vùng nịnh nước Mỹ sống sót vào Thế Oligocen (Tiệm Tân)

Cuốn “Biên niên sử về Thực vật học” viết rằng, khí hậu Trái Đất lạnh đi được cho là do những thay đổi trong những dòng hải lưu, sự thay đổi các mảng kiến ​​tạo, sự sụt giảm cacbon dioxit trong khí quyển và "giảm khả năng cách nhiệt".

11. “Lời tạm biệt" đối với những “quái vật khổng lồ"

Cho đến 3 hoặc 4 triệu năm trước, Megalodon - siêu cá mập khổng lồ đã từng một thời thống trị đại dương, đứng đầu chuỗi thức ăn dưới biển cả. Tuy nhiên, sau sự tuyệt chủng ở ranh giới Pliocen-Pleistocen, khoảng 2,6 triệu năm trước, các loài động vật với kích thước khổng lồ như vậy đã bị diệt sạch khỏi các đại dương trên thế giới, kể cả Megalodon

Khoảng 36% các loài sinh vật biển được ước tính là đã tuyệt chủng. Một số nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng, một siêu tân tinh, đã bao phủ bề mặt Trái Đất bằng cơn mưa hạt muon, gây ra bệnh ung thư và đột biến - đặc biệt là đối với các loài động cỡ lớn và khổng lồ. Có ý kiến cho rằng, nguyên nhân đến từ sự thay đổi mực nước biển và môi trường sống ven biển bị thu hẹp.

12. Cuộc diệt chủng thứ 12: Liệu có còn cơ hội cho loài người?

Đa số các nhà khoa học đồng ý rằng, Trái Đất đang trải qua một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt, nhưng có một số ý kiến trái chiều về hậu quả và liệu nó có phải là nguyên nhân đáng lo ngại hay không. Được gọi là tuyệt chủng Holocen, cuộc tuyệt chủng này khác so với những “tiền bối" khác là do tác động của con người.