Một nghiên cứu mới đã xác định được nguồn gốc của Chicxulub, tiểu hành tinh đã va chạm với địa cầu và xóa sổ các loài khủng long, và chỉ ra rằng vụ va chạm này là nguyên nhân chính gây ra thảm họa tuyệt chủng hàng loạt vào cuối Kỷ Nguyên Đá Phấn. (Nguồn: Chụp lại từ YouTube)
Kỷ Nguyên Đá Phấn (Cretaceous period *) đã kết thúc bằng một thảm họa khủng khiếp có nguồn gốc từ Mộc tinh.
* Cretaceous period (hay Creta period): từ ‘Creta’ trong tiếng Latinh có nghĩa là ‘Chalk’ trong tiếng Anh (‘Đá phấn’). Đá phấn là một loại đá trầm tích (sedimentary rock) tơi xốp, màu trắng, một dạng của đá vôi tự nhiên.
Thời tiền sử, một tiểu hành tinh (asteroid) có đường kính hơn 6 dặm (khoảng 10 km) đã đâm vào khu vực Trung Mỹ, gây ra một đợt dao động nhiệt độ trên toàn bộ địa cầu và mùa đông giá lạnh khắc nghiệt kéo dài suốt nhiều năm. Thảm họa này đã xóa sổ hơn 60% các loài sinh vật có trên địa cầu vào thời điểm đó, và là nguyên nhân gây ra sự kiện nổi tiếng: khủng long tuyệt chủng. Từ các loài khủng long không bay được (non-avian dinosaurs) như Tyrannosaurus rex và các loài thuộc loại Triceratops, đến các loài bò sát bay được (Pterosaurs), và cả các loài thủy quái thuộc loại Mosasaurus cùng hàng loạt các loài bò sát khác, tất cả đều dần dần biết mất.
Giờ đây, các nhà địa chất học đã tìm ra nguồn gốc của tiểu hành tinh gây ra thảm họa. Nghiên cứu mới đã được công bố trên tại chí Science. Điều thú vị là khối đá khổng lồ này không xuất phát từ nơi ở gần địa cầu, mà đã trải qua một hành trình dài đằng đẵng, lang thang trên khắp Thái dương hệ, trước khi va chạm với địa cầu.
Vụ va chạm đã để lại một miệng hố khổng lồ dưới đáy đại dương ngoài khơi Mexico, được gọi là Chicxulub crater. Khi nghiên cứu về tác động của vụ va chạm này, các nhà địa chất học phát hiện ra dấu hiệu đầu tiên rất quan trọng: có sự gia tăng đáng kể lượng kim loại iridium trong các lớp đá đóng vai trò là ranh giới phân chia Kỷ Nguyên Cretaceous và kỷ nguyên tiếp theo – Kỷ Nguyên Paleogene *. Lớp đá chứa nhiều iridium này được gọi là “ranh giới K/Pg” (the K/Pg boundary). Và trong lớp đá này còn có một kim loại khác: ruthenium. Đây cũng chính là chìa khóa giúp các nhà địa chất học truy tìm “dấu vết địa chất” (geological fingerprint) để xác định nguồn gốc của tiểu hành tinh gây họa.
* Từ “Paleogen” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, trong đó “Palaios” có nghĩa là “cổ” hoặc “xưa,” còn “Genēs” có nghĩa là “nguồn gốc” hoặc “sự sinh ra.” Do đó, “Paleogen” có thể được hiểu nôm na là “sự sinh ra từ thời cổ xưa,” ám chỉ giai đoạn sự sống được sinh ra sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt vào cuối Kỷ Nguyên Đá Phấn. Trong Kỷ nguyên này, sự sống bắt đầu phục hồi, sinh sôi, và tiến hóa.
Giống như iridium, ruthenium cũng là một kim loại hiếm gặp trong vỏ địa cầu nhưng lại có nhiều trong các thiên thạch và tiểu hành tinh. Các lớp đá ranh giới K/Pg có mức độ ruthenium cao, nhưng điểm quan trọng nhất là các chất đồng vị (isotopes, các phiên bản khác nhau của cùng nguyên tố ruthenium, khác biệt ở số lượng hạt trong hạt nhân của nguyên tử) của ruthenium thay đổi tùy theo nguồn gốc của thiên thạch trong Thái dương hệ. Nhờ đó, các khoa học gia có thể dựa vào các chất đồng vị của ruthenium để phân biệt nguồn gốc của các thiên thạch và tiểu hành tinh.
Nhà địa chất học Mario Fischer-Gödde của Đại học Cologne, tác giả của nghiên cứu, giải thích: “Ta có thể dựa trên thành phần trong các chất đồng vị của ruthenium để phân biệt các loại thiên thạch khác nhau. Trong khi đó, lớp đá ranh giới K/Pg có chứa nhiều ruthenium, mà ruthenium thì có nguồn gốc từ ngoài không gian. Vì vậy, dữ liệu về các chất đồng vị ruthenium từ lớp đá này sẽ cung cấp thông tin về loại thiên thạch đã va chạm với địa cầu.”
Thiên thạch đến từ nơi gần mặt trời sẽ có thành phần hóa học khác với những thiên thạch từ bên ngoài Thái dương hệ. Những khác biệt này đã giúp nhóm nghiên cứu của Fischer-Gödde có thể xác định rằng tiểu hành tinh Chicxulub là một thiên thạch loại C (C-type asteroid, hay carbonaceous chondrite meteorite), được hình thành từ không gian bên ngoài thái dương hệ.
Nhà vật lý thiên văn Steven Desch từ Arizona State University ca ngợi đây là một công trình nghiên cứu tuyệt vời, cung cấp bằng chứng rõ ràng chứng minh rằng tiểu hành tinh Chicxulub là một thiên thạch loại carbonaceous chondrite chứ không phải là sao chổi hay các vật thể nào khác. (carbonaceous chondrite meteorite chứa một lượng lớn carbon và là một trong những thiên thạch lâu đời nhất, hình thành từ thời kỳ đầu của thái dương hệ và hầu như không bị nóng chảy hay biến đổi qua thời gian)
Dấu vết ruthenium do tiểu hành tinh Chicxulub để lại ở miện hố Chicxulub khác biệt so với các miệng hố hình thành do va chạm (impact craters) khác từng được nghiên cứu. Các mẫu khác, có niên đại từ 36 đến 470 triệu năm trước, hầu như là phù hợp với các tiểu hành tinh loại S được hình thành bên trong thái dương hệ. Phát hiện này rất quan trọng vì có thể giúp các khoa học gia xác định chính xác hơn nguồn gốc của các thiên thạch đã va chạm với địa cầu. Các thiên thạch đến từ nhiều nơi khác nhau, chứ không phải từ một nơi duy nhất.
Ngoài việc xác định nguồn gốc của tiểu hành tinh Chicxulub, nghiên cứu mới còn chỉ ra rằng vụ va chạm này là nguyên nhân chính gây ra thảm họa tuyệt chủng hàng loạt vào cuối Kỷ Nguyên Đá Phấn. Trước đó, nhiều người cho rằng các vụ phun trào núi lửa khổng lồ ở Ấn Độ cổ đại xảy ra trước và sau vụ va chạm, được gọi là “Deccan Traps,” cũng có thể là nguyên nhân dẫn đến sự kiện tuyệt chủng hàng loạt.
Tuy nhiên, những dấu vết hóa học trong lớp đá ranh giới K/Pg – có chứa nhiều iridium, ruthenium, và các nguyên tố khác – không khớp với dấu vết hóa học của đá bazan (basalt rock) do núi lửa tạo ra, mà khớp với tác động của một tiểu hành tinh hoặc thiên thạch hơn.
Ngoài ra, một số nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng khí nhà kính từ sự kiện Deccan Traps có thể đã giúp làm dịu bớt sự khắc nghiệt của mùa đông sau sự kiện va chạm và giảm thiểu những hậu quả sau đó.
Hiện nay, chúng ta vẫn chưa biết rõ lý do tại sao tiểu hành tinh Chicxulub, vốn đang trôi nổi trong không gian, lại bất ngờ gây ra thảm họa cho sự sống trên địa cầu. Thuở ban sơ của thái dương hệ, lực hấp dẫn đã kéo các mảnh đá trong không gian lại để hình thành các hành tinh và mặt trăng. Tuy nhiên, có vẻ như bằng cách nào đó, tiểu hành tinh Chicxulub không bị cuốn vào quá trình này.
Fischer-Gödde cho biết: “Tiểu hành tinh Chicxulub đã bình yên trong một quỹ đạo ổn định, cho đến khoảng 66 triệu năm trước.” Có thể là vào một thời điểm nào đó trước khi xảy ra vụ va chạm, sự di chuyển của Mộc tinh đã kéo Chicxulub ra khỏi quỹ đạo yên bình và đẩy tiểu hành tinh này lao về địa cầu.
Những phát hiện mới chỉ ra rằng vụ va chạm của Chicxulub là một sự kiện độc nhất vô nhị trong lịch sử địa cầu. Khoảng 80% những thiên thạch đâm vào địa cầu có nguồn gốc từ các tiểu hành tinh loại S, tức là những tiểu hành tinh đến từ bên trong thái dương hệ. Riêng Chicxulub là một vị khách viễn phương hiếm hoi và tình cờ.
Trong số tất cả các loài khủng long, chỉ có chim là loài duy nhất sống sót. Những loài động vật khác, như động vật hữu nhũ và các loại thằn lằn, cũng chết hằng hà vô số. Nếu thảm họa này không xảy ra, sự sống trên địa cầu ngày nay sẽ rất khác. sự kiện này đã xóa sổ rất nhiều sự sống của thời cổ đại, nhưng điều này cũng tạo điều kiện cho những loài nào còn sống sót phát triển mạnh mẽ hơn, trong đó có thủy tổ của nhân loại chúng ta.
Cung Đô biên dịch
Nguồn: “We just learned where the asteroid that ended dinosaurs came from” được đăng trên trang Nationalgeographic.com.
Gửi ý kiến của bạn
