Hóa thạch 565 triệu năm tuổi ghi lại sự kiện quan trọng trong lịch sử tiến hóa của Trái đất

Hóa thạch từ Llangynog Inlier ở miền nam xứ Wales đã được xác định niên đại với độ chính xác chưa từng có. Những hóa thạch này đại diện cho một số mẫu vật lâu đời nhất của sự sống đa bào lớn và phù hợp với những mẫu vật từ các nơi khác trên thế giới, nên việc xác định niên đại này giúp thu hẹp thời điểm sự sống biến đổi từ thứ mà chúng ta khó có thể nhìn thấy thành vô số sự sống phức tạp.

Dưới lớp sương mù xứ Wales này là một trong những bộ sưu tập hóa thạch phong phú nhất từ thời nước Anh còn ở xích đạo và cuộc sống đa bào ngày càng trở nên phức tạp.

Khi nhân loại khám phá nhiều điều về thế giới hơn, chúng ta sẽ biết rằng không phải sự sống khiến Trái đất trở nên đặc biệt mà là sự sống đa bào phức tạp. Suy cho cùng, sự sống xuất hiện trên Trái đất gần như ngay khi hành tinh này đủ mát để tồn tại và cuộc sống đa bào mất thêm ba tỷ rưỡi năm nữa phát triển. Đó được gọi là tập hợp Avalon, khi những sinh vật to lớn bắt đầu xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch trên khắp hành tinh, một trong những sự kiện nổi bật không chỉ của Trái đất mà còn của thiên hà.

“Những sinh vật này ở một khía cạnh nào đó có thể giống với các loài sinh vật biển thời hiện đại như sứa, nhưng ở khía cạnh khác lại kỳ quái và xa lạ. Một số trông giống dương xỉ, một số khác giống bắp cải, trong khi một số khác giống bút biển”, nghiên cứu sinh tiến sĩ Anthony Clarke của Đại học Curtin cho biết trong một tuyên bố.

Hóa thạch Ediacaran chứa nhiều loài ngày nay trông giống hình dạng giống sâu bọ.

Trước đó chúng tôi đã tìm thấy rất ít manh mối nguồn sống, điều duy nhất có thể nhìn thấy được nếu không có kính hiển vi sẽ là các sinh vật nhỏ bé như stromatolite. Các thảm vi sinh vật đã xuất hiện ở vùng nước sâu hơn vài triệu năm trước, nhưng sau đó đột nhiên loài Avalon xuất hiện vào những thời điểm tương tự ở các khu vực khác nhau trên thế giới. Điều đó khiến cho việc xác định thời điểm diễn ra sự kiện trở nên quan trọng nếu chúng ta muốn biết nguyên nhân gây ra sự kiện đó. Các hóa thạch tương tự đã được phát hiện có độ tuổi tối đa là 564,13 ± 0,65 triệu năm trước, nhưng nếu xét riêng chúng thì chúng ta không thể biết liệu đây có phải là hóa thạch đầu tiên hay không.

Việc xác định niên đại bằng carbon không có khả năng đo lường thời gian như thế này. Địa tầng nơi những hóa thạch này, được gọi là Ediacaran Biota, theo tên những ngọn đồi nơi chúng được tìm thấy lần đầu tiên, thường thiếu những lựa chọn thay thế tốt. Tuy nhiên, đôi khi các vụ phun trào núi lửa cũng giúp ích cho họ. Các lớp tro có thể được xác định niên đại chính xác hơn nhiều, và nếu chúng nằm phía trên hoặc phía dưới – và tốt nhất là cả hai – một mỏ hóa thạch, chúng ta có thể xác định độ chính xác tốt hơn nhiều về thời điểm của nó.

Một khối núi lửa nằm ở trung tâm của Llangynog Inlier. Tinh thể zircon, được các nhà địa chất yêu thích vì tính dễ xác định niên đại của chúng, và rutil được tìm thấy trong các lớp chứa hóa thạch Ediacaran. Bằng cách xác định niên đại của cả hai, Clarke và các đồng tác giả đã khẳng định được niên đại là 564,09 ± 0,70 triệu năm trước.

“Llangynog Inlier chứa đựng nhiều sinh vật biển nhất ở Anh”, Clarke nói. “Chúng tôi sử dụng lượng nước phun ra từ một ngọn núi lửa cổ xưa đã bao phủ các loài động vật làm điểm đánh dấu thời gian để xác định niên đại chính xác của các hóa thạch là 565 triệu năm, độ chính xác giảm xuống còn 0,1%”.

Càng tìm thấy nhiều địa điểm có niên đại giống nhau đối với các hóa thạch tương tự, chúng ta càng có thể tự tin rằng chúng xuất hiện và biến mất cùng một lúc, mặc dù những gì Clarke thừa nhận là hồ sơ hóa thạch rất chắp vá.

Clarke lưu ý rằng những niên đại này cho thấy sự xuất hiện của những loài tương đối lớn, những nghiên cứu cho thấy sự phức tạp này gần như diễn ra ngay lập tức sau khi kết thúc kỷ nguyên Trái đất khi gần như toàn bộ hành tinh bị bao phủ trong băng. Dòng chất dinh dưỡng bị các sông băng quét qua đá cuốn vào đại dương được cho là lý do khiến những dạng sống này đột nhiên có thể phát triển mạnh mẽ.

Tuy nhiên, Clarke nói rằng đó không phải là điều duy nhất xảy ra vào thời điểm đó. Ông nói với: “Có những thay đổi lớn trong thành phần hóa học đại dương. Mức độ sắt giảm xuống và nồng độ oxy tăng vọt. Cũng có những thay đổi trong lực đẩy lục địa. Một số nhà nghiên cứu đề xuất những điều này có liên quan [với sự phát triển sinh học]. Nước Anh lúc đó ở gần xích đạo và trôi về phía bắc. Có một chuỗi đảo núi lửa đã đưa zircon vào khí quyển và may mắn thay cho chúng tôi, chúng đã đổ mưa và cho phép chúng tôi xác định được thời điểm loài này chết. Những cái chết có lẽ liên quan đến khí thải ra từ những vụ phun trào này”.

• Báu vật đính pha lê rơi từ "hành tinh tiền thân" của Trái đất
• Xuất hiện "vua quái vật" dài 12m, nguy hiểm hơn T-rex ở Mỹ
• Phát hiện da hóa thạch quý hiếm trước cả thời khủng long