Tại sao khủng long lại tuyệt chủng?

Khoảng 66 triệu năm trước, một thiên thạch khổng lồ đã lao vào Trái đất. Vụ va chạm đã khiến cho loài khủng long bị tuyệt chủng, nhưng sự thật lại không hề đơn giản như vậy.

Đó là thảm họa tuyệt chủng lớn nhất trong lịch sử Trái đất. Khoảng 66 triệu năm trước, một thiên thạch khổng lồ đã lao vào Trái đất, đâm xuống Vịnh Mexico. Vụ va chạm đã giải phóng hàng tấn bụi đá và các loại khí độc hại vào bầu khí quyển, khiến cho khí hậu Trái đất bị biến đổi và tiêu diệt toàn bộ các loài khủng long.

Tuy nhiên đây chỉ là một trong số các giả thuyết lý giải nguyên nhân khủng long tuyệt chủng. Và nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Anh đã bác bỏ giả thuyết này. Họ phát hiện ra rằng số lượng các loài khủng long đã suy giảm rất lâu trước khi thảm họa thiên thạch Chicxulub xảy ra.


Thảm họa thiên thạch Chicxulub được cho là nguyên nhân khiến các loài khủng long bị tuyệt chủng.

Sau khi phân tích và thống kê đầy đủ tần số các hóa thạch khủng long theo thời gian, các nhà khoa học đã công bố phát hiện của họ trên trang tổng hợp của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.

Họ cho biết số lượng khủng long đã bắt đầu giảm mạnh vào khoảng 24 triệu năm trước khi thảm họa thiên thạch xảy ra. Đỉnh điểm là khoảng 90 triệu năm trước, số lượng các loài khủng long biến mất tăng cao hơn rất nhiều so với các loài mới được sinh ra. Đây là thời điểm bắt đầu của sự tuyệt chủng kéo dài và thảm họa thiên thạch chỉ góp một phần nhỏ trong quá trình này.

Điều đó cũng có nghĩa rằng nếu thảm họa thiên thạch không xảy ra, các loài khủng long vẫn sẽ biến mất trên Trái đất.


Tuy nhiên trên thực tế các loài khủng long đã "bắt đầu" tuyệt chủng từ trước khi thảm họa thiên thạch xảy ra.

Sự tuyệt chủng là một phần bình thường của vòng đời bất kỳ loài sinh vật nào. Tuy nhiên ở đa số các loài sinh vật, sẽ có một loài mới được tiến hóa và ra đời để thay thế cho loài cũ bị tuyệt chủng.

Đối với nhiều loài khủng long sinh sống cách đây hàng chục triệu năm lại không phải như vậy. Tốc độ tạo ra loài mới không thể bắt kịp với sự biến mất của các loài cũ, khiến cho các loài khủng long này thực sự biến mất.

Tất nhiên có nhiều loài đã bắt kịp tốc độ tiến hóa, bằng chứng là sau thảm họa thiên thạch vẫn có dấu hiệu của nhiều loài khủng long còn tồn tại. Cho đến nay chúng ta tiến hóa thành nhiều loài động vật.

Các nhà khoa học cũng đưa ra lời giải thích vì sao loài khủng long lại tự biến mất, và đó là do Trái đất đã xảy ra nhiều biến đổi địa chất lớn. Hai siêu lục địa của Trái đất đã bị tách rời, mực nước biển dao động bất thường. Đồng thời, các siêu núi lửa hoạt động mạnh chính là lý do mà nhà địa chất học Gerta Keller tin rằng đây là khởi đầu của sự tuyệt chủng nhiều loài khủng long trên cạn lẫn dưới biển.

Môi trường sống của các loài khủng long khổng lồ bị thu hẹp, khiến cho chúng khó có thể bắt kịp tốc độ tiến hóa và dễ bị xóa sổ bởi các thảm họa tự nhiên. Tuy nhiên không phải vì một thảm họa duy nhất mà các loài khủng long đồng thời bị tiêu diệt.

Tuyệt chủng là một quá trình kéo dài, mà theo định nghĩa thì sự tuyệt chủng hàng loạt khi hơn 75% các loài trên Trái đất bị tiêu diệt, là một quá trình thường phải mất hơn 1 triệu năm. Phải mất nhiều hơn một thảm họa để có thể tiêu diệt được số lượng loài lớn như vậy trên Trái đất.

Vậy nguyên nhân khiến cho các loài khủng long tuyệt chủng chính là do Trái đất của chúng ta. Những biến động địa chất, những sự thay đổi về điều kiện tự nhiên đã dần giết chết các loài khủng long trong một thời gian dài. Các thảm họa chỉ góp phần đẩy nhanh quá trình đó mà thôi.

Núi lửa hoạt động là nguyên nhân khiến khủng long tuyệt chủng, chứ không phải thiên thạch rơi như chúng ta từng nghĩ trước đây.

10.000 năm trước, dòng nham thạch từ Deccan Traps, một khu vực núi lửa gần Mumbai, Ấn Độ hiện nay, đã thải ra một lượng lớn sulfur và carbon dioxide vào không khí, gây ra thảm họa diệt vong bằng cách khiến trái đất nóng lên và đại dương bị axit hóa.

Phát hiện này được trình bày tại cuộc gặp thường niên của Hội địa - vật lý Mỹ, góp thêm tiếng nói và cuộc tranh luận kéo dài trong thời gian qua về nguyên nhân khiến khủng long bị tuyệt chủng 65 triệu năm trước.

Thuyết Alvarez trước đây cho rằng một thiên thạch lớn đã rơi xuống Chicxulub, Mexico, khoảng 65 triệu năm trước, giải phóng ra một lượng cát bụi và khí độc lớn vào không khí, che phủ cả mặt trời, khiến trái đất trở nên lạnh giá, hủy diệt khủng long và đầu độc các sinh vật biển. Vụ va chạm cũng có thể gây ra hiện tượng núi lửa hoạt động, động đất và sóng thần.

Năm 2009, các công ty dầu khí khi tiến hành khoan ở ngoài khơi bờ biển phía Đông Ấn Độ đã phát hiện ra một lớp trầm tích là dung nham có niên đại vài thiên niên kỷ, nằm dưới mặt nước biển 3,3km.

Gerta Keller, một nhà địa chất thuộc đại học Princeton, Mỹ và các đồng nghiệp của bà đã phát hiện ra lớp trầm tích chứa rất nhiều hóa thạch thuộc thời kỳ K-T Boundary, khi khủng long biến mất. Lớp trầm tích này có chứa các lớp dung nham từ khu vực Deccan Traps.


Núi lửa hoạt động là nguyên nhân khiến khủng long tuyệt chủng, chứ không phải thiên thạch rơi như chúng ta từng nghĩ trước đây.

Theo bản phân tích hóa thạch, số lượng sinh vật phù du ít hơn, nhỏ hơn, số lượng vỏ động vật còn lưu giữ lại trên lớp dung nham cũng ít hơn. Điều này cho thấy sinh vật phải biến đổi sau khi núi lửa hoạt động. Hầu hết sinh vật dần dần chết di. Duy chỉ có một loại sinh vật phù du có tên Guemnilitria - là được tìm thấy nhiều trong các mẫu hóa thạch.

Guembilitria có thể là loài sinh vật phổ biến nhất trên thế giới khi một lượng lớn khí sulfur tràn lan trong nước biển. Khí này có thể kết hợp với calcium, khiến các loài sinh vật biển không thể lấy calcium để tổng hợp nên vỏ và xương.

Cùng thời điểm đó, những mẫu hóa thạch tại Ấn Độ cũng cho thấy một số lượng lớn cây cối và động vật trên mặt đất đã biến mất. Điều này cho thấy chính những ngọn núi lửa đã gây ra hoặc diệt vong trên cả mặt đất và trên biển.

Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy bằng chứng làm dấy lên mối ngờ vực về giả thuyết thiên thạch va vào trái đất gây nên họa tuyệt chủng.

“Vụ va chạm của thiên thạch không thể sản sinh ra đủ lượng khí sulfur và carbon dioxide mà ta có thể quan sát được trên các phiến đá, vì vậy vụ va chạm thiên thạch có thể chỉ khiến cho họa diệt chủng thêm tồi tệ chứ không phải là nguyên nhân gây ra thảm họa này” - bà Keller cho biết.

Khủng long tuyệt chủng không chỉ do thiên thạch
Một nghiên cứu mới cho thấy, một số khủng long đã chết dần trong 12 triệu năm cuối cùng của kỷ Phấn trắng (cách đây khoảng 150 triệu năm), rất lâu trước khi thiên thạch tấn công trái đất.

Cuộc “viếng thăm” không mong đợi và mang tính “hủy diệt hàng loạt” của thiên thạch cách đây 65,5 triệu năm có thể chỉ là một trong nhiều tác nhân dẫn đến sự tuyệt chủng của loài khủng long.

“Tôi nghĩ cuộc nghiên cứu của chúng tôi làm rõ thực tế là chúng ta vẫn còn một chặng đường dài phải vượt qua trước khi có thể hiểu hoàn toàn về sự tuyệt chủng của khủng long”, trưởng nhóm nghiên cứu Stephen Brusatte thuộc Đại học Columbia (Mỹ) nói với trang tin Discovery.

Theo ông Brusatte, có một số điều chúng ta biết chắc về khủng long, đó là một thiên thạch hoặc sao chổi đã va vào trái đất cách đây khoảng 65,5 triệu năm, ngay khi khủng long hoàn toàn biến mất khỏi dữ liệu hóa thạch.


Khủng long bạo chúa

Chúng ta cũng biết rằng có hoạt động núi lửa mạnh và những thay đổi lớn về mặt nước biển vào thời điểm đó. Ít nhất một số nhóm khủng long đang kinh qua những sự suy giảm dài hạn về đa dạng sinh học trong 12 triệu năm cuối cùng của kỷ Phấn trắng, ít nhất ở Bắc Mỹ.

Cuộc nghiên cứu mới cung cấp cái nhìn đầu tiên về sự tuyệt chủng của khủng long dựa trên sự chênh lệch về hình thái học, nghĩa là sự biến động của cấu trúc cơ thể trong một nhóm khủng long nhất định. Sự biến động trong một loài càng lớn, dân số loài đó càng khỏe mạnh.

Các nghiên cứu trước đây luôn dựa trên những ước tính về sự thay đổi về số loài khủng long qua thời gian, nhưng điều đó có thể bị tác động bởi việc lấy mẫu không đều trong dữ liệu hóa thạch. Chẳng hạn, một số cấu tạo địa chất có xu hướng bảo quản khủng long tốt hơn những cấu tạo khác.

Trong cuộc nghiên cứu của mình, Brusatte và các cộng sự đã tính toán những sự khác biệt về kích cỡ thân hình của 7 nhóm khủng long lớn bằng cách sử dụng những cơ sở dữ liệu bao gồm các đặc điểm bao quát về cấu trúc khung xương của gần 150 loài khác nhau.

Họ phát hiện ra rằng những loài ăn cây cỏ thân hình lớn chết dần một thời gian lâu trước các thảm họa thiên nhiên cách đây 65,5 triệu năm. Những con thuộc diện này là khủng long mỏ vịt (hadrosaur) và khủng long ăn cỏ (ceratopsid).

Trái lại, những loài ăn cây cỏ nhỏ hơn như khủng long bọc giáp đuôi chùy (ankylosaur) và khủng long đầu rồng (pachycephalosaur); loài ăn thịt như khủng long bạo chúa (tyrannosaur), khủng long đầu nhỏ (coelurosaur); và loài khủng long ăn cây cỏ có thân hình lớn nhưng không có khả năng nhai cấp cao như sauropod vẫn ổn định trong cùng thời gian.

Trong khi sự tuyệt chủng của các loài khủng long lớn vẫn còn là một bí ẩn với giới nghiên cứu, ông Brusatte tin rằng một “biến cố nào đó” đã xảy ra với các loài khủng long ăn cây cỏ lớn vào cuối kỷ Phấn trắng, ít nhất ở Bắc Mỹ. Ông nói: “Có lẽ đó là việc các môi trường địa phương đang trong cơn biến động do những thay đổi về mực nước biển và sự hình thành núi trong thời gian đó”.

Chuyên gia này giải thích rằng những loài ăn cây cỏ có thể chịu tác động của một khu vực đất đai đang thay đổi trước nhất do chúng đứng ở phần cuối của chuỗi thức ăn. Theo logic này, các nhóm khủng long đứng ở vị trí cao hơn trong chuỗi thức ăn hẳn sẽ bắt đầu chết dần vài triệu năm sau đó.

Brusatte đồng ý rằng phát hiện của ông và các cộng sự không phải là không thể tranh cãi, nhưng chí ít người ta có thể hình dung giai đoạn cuối của kỷ Phấn trắng không phải là một “thế giới bị mất” bất thình lình bị hủy diệt bởi một cơn chấn động do thiên thạch gây ra.

“Thay vào đó, những con khủng long sống trong thời gian này đang trải qua những thay đổi lớn trước khi bị thiên thạch tấn công”, ông nhấn mạnh.

Vụ va chạm cách đây 160 triệu năm giữa hai tiểu hành tinh quay quanh quỹ đạo giữa sao Hỏa và sao Mộc đã bắn ra nhiều khối thiên thạch lớn hướng về phía Trái đất, trong đó có một khối đã gây ra sự tuyệt chủng của loài khủng long. Đó là kết luận của nhóm các nhà khoa học đưa ra ngày hôm qua. Theo họ, nguyên nhân của một trong những sự kiện trọng yếu nhất trong lịch sử sự sống trên Trái đất: đó là một khối thiên thạch rộng 10km đã lao xuống bán đảo Yucatan của Mexico 65 triệu năm trước. 
Thảm họa đó đã xóa sổ loài khủng long, tồn tại “hưng thịnh” trong suốt khoảng 165 triệu năm, và nhiều dạng sống khác, dọn đường cho loài động vật có vú thống trị trái đất, rồi sau đó là sự xuất hiện của loài người. Được biết cuộc va chạm đã gây ra tai biến về khí hậu trên khắp trái đất, bắn tung một lượng đất đá, bụi bặm khổng lồ vào không trung, gây ra những trận sóng thần khủng khiếp, nhấn chìm cả địa cầu trong biển lửa, và khiến Trái đất bị bao phủ trong bóng đêm nhiều năm. 
Các nhà nghiên cứu người Mỹ và Séc đã dùng máy tính tính toán rằng có tới 90% khả năng vụ va chạm giữa hai tiểu hành tinh đã gây ra thảm họa trái đất trên. Theo báo cáo của các nhà khoa học được đăng tải trên tạp chí Nature thì vụ va chạm xảy ra ở vành đai của tiểu hành tinh, nơi có các khối đá loại nhỏ và lớn quay quanh Mặt trời, nằm cách Trái đất khoảng 170 triệu km. Những thiên thạch do vụ va chạm tạo ra đã thoát ra ngoài vành đai của tiểu hành tinh, cuốn vào trong hệ mặt trời và lao vào Trái đất cùng mặt trăng của Trái đất, và có thể là Sao Mộc và sao Vệ nữ. Philippe Claeys thuộc trường Đại học Brussel ở Bỉ nhận xét phát hiện trên “là bằng chứng rõ ràng cho thấy hệ mặt trời là một môi trường khắc nghiệt, và các vụ va chạm xảy ra ở vành đai tiểu hành tinh có thể có những tác động lớn trở lại cho sự tiến hóa của cuộc sống trên Trái đất”. Còn một nhà nghiên cứu khác nhấn mạnh: “Khủng long đã tồn tại trên trái đất trong một thời gian rất dài. Vì vậy có khả năng chúng vẫn tồn tại nếu không có sự kiện như thế xảy ra.” 

khủng long tuyệt chủng vì khí hậu trái đất thay đổi, khủng long có cơ lớn thiếu chỗ trú và chúng không cạnh tranh được với chim và thú