Theo một nghiên cứu mới đứng đầu bởi Đại học tổng hợp London (UCL) và được tài trợ bởi Hội đồng nghiên cứu môi trường tự nhiên (NERC) (Anh): Mất tới 100 triệu năm để mức oxy trong các đại dương và khí quyển đủ cao cho phép sự bùng nổ của động vật trên Trái Đất khoảng 600 triệu năm trước.
Trước đây chúng ta chưa biết chắc được tốc độ oxy hóa trong đại dương và khí quyển của Trái Đất và sự sống động vật đã phát triển trước hay sau khi mức oxy tăng lên. Nghiên cứu mới được công bố trên Nature Commnunications cho thấy sự tăng oxy một cách đáng kể đã bắt đầu sớm hơn suy nghĩ trước đây và kéo dài trong một giai đoạn rất dài. Như vậy có nghĩa là giai đoạn tiến hóa ban đầu của động vật đã được khởi động bởi sự tăng của lượng oxy, thay vì sự thay đổi hành vi của động vật dẫn tới oxy hóa.
Đứng đầu nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Philip Pogge con Strandmann (Nhà nghiên cứu khoa học Trái Đất của UCL) cho biết: "Chúng tôi muốn tìm xem tiến hóa của sự sống liên hệ ra sao với sự tiến triển của khí hậu. Câu hỏi về việc sự sống đã tác động tới khí hậu Trái Đất mạnh mẽ ra sao và tại sao Trái Đất là nơi sinh sống được lâu như vậy là rất quan trọng để hiểu được cả hệ thống khí hậu và lí do có sự sống trên Trái Đất."
Các nhà nghiên cứu đến từ UCL, Birkbeck, Đại học Bristol, Đại học Washington, Đại học Leeds, Đại học bang Utah và Đại học Nam Đan Mạch đã cùng kiểm tra xem điều gì đã xảy ra với mức oxy toàn cầu vào khoảng 770 đến 520 triệu năm trước bằng cách sử dụng phóng xạ tìm được trong các mẫu đá ở Mỹ, Canada và Trung Quốc.
Các mẫu đá đã ở dưới biển vào những thời điểm khác nhau được tìm thấy ở những vị trí khác nhau được tập hợp lại để tạo nên bức tranh toàn cảnh về mức oxy của đại dương và khí quyển Trái Đất. bằng cách đo đồng vị selenium trong các mẫu đá, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng cần 100 triệu năm để lượng oxy trong khí quyển có thể tăng từ dưới 1% đến trên 10% so với mức ngày nay. Đây là giai đoạn oxy hóa quan trọng nhất trong lịch sử hành tinh vì nó mở ra một thời đại cho sự sống của động vật vẫn còn kéo dài tới tận ngày nay.
Tiến sĩ Pogge von Strandmann nói: "Chúng tôi đã có một tiếp cận mới qua việc dùng đồng vị selenium để phân tích các mẫu đá, điều đó đã cho chúng tôi nhiều thông tin hơn về sự thay đổi dần dần của mức oxy so với khi sử dụng các kĩ thuật thông thường trước đây. Chúng tôi ngạc nhiên rằng Trái Đất đã mất thời gian như thế nào để sản xuất oxy và phát hiện này đã đẩy lùi những giả thuyết cho rằng quá trình này diễn ra nhanh chóng do sự thay đổi hành vi của động vật."
Trong giai đoạn được nghiên cứu, đã có ba lần đóng băng toàn cầu là Sturtian (~716 triệu năm trước), Marinoan (~635 triệu năm trước) và Gaskiers (~580 triệu năm trước) đã xảy ra. Đó là những giai đoạn mà toàn bộ phần đất liền của Trái Đất bị băng bao phủ còn đại dương cũng đóng băng suốt từ cực tới vùng nhiệt đới. Trong những thời kỳ này, nhiệt độ giảm mạnh và lại tăng trở lại, gây ra sự tan băng và sự lan tràn của các chất dinh dưỡng trong đại dương - điều mà các nhà nghiên cứu tin rằng đã khiến mức oxy tăng lên từ dưới sâu của đại dương.
Sự gia tăng các chất dinh dưỡng có nghĩa là có nhiều sinh vật phù du ở biển hơn, làm lắng carbon hữu cơ nhiều hơn xuống đáy biển khi chúng chết. Việc này dẫn đến sự tăng của oxy, làm thay đổi đáng kể các điều kiện trên Trái Đất. Cho tới nay, sự oxy hóa được cho rằng đã xảy ra sau vụ tan băng của thời kì Gaskiers. Những phát hiện của nghiên cứu này đã đẩy sự kiện này về giai đoạn sớm hơn, vào thời kì băng hà Marinoan, sau đó động vật bắt đầu phát triển trong những điều kiện đó, dẫn tới sự mở rộng của sự sống động vật sau này.
Đồng tác giả nghiên cứu là giáo sư David Catling (Nhà nghiên cứu khoa học Trái Đất và không gian, địa học Washington) bổ sung: "Oxy giống như dây cháy chậm đối với sự bùng nổ của sự sống động vật. Khoảng 635 triệu năm trước, oxy đã đủ để hỗ trợ nuôi sống những bọt biển nhỏ. Sau đó, 580 triệu năm trước, những sinh vật kì lạ và rất mỏng đã sống trong đáy biển. 50 triệu năm sau đó, các tổ tiên có xương sống đã trôi trong nước biển giàu oxy. Tìm hiểu về sự tăng oxy là bước đầu tiên tiến tới hiểu biết về việc tại sao nó lại kéo dài như thế. Cuối cùng, nắm bắt được sự kiểm soát địa chất đối với mức oxy có thể giúp chúng ta biết được sự sống như động vật có thể tồn tại hay không ở các hành tinh dạng Trái Đất khác."
Bryan (VACA)
Theo Space Daily
