Tuyệt Chủng Hàng Loạt

Lời Giới Thiệu: Bạn và tôi, tất cả mọi sinh vật trên địa cầu, đang tiến dần đến bờ tuyệt chủng, dù chúng ta ít khi nhận thấy được những chuyển biến của đất trời. Với sự theo dõi và ghi nhận của các nhà khoa học, hình như tốc độ hủy diệt của các sinh vật hiện hữu mỗi ngày một nhanh. Thế hệ con cháu nào sẽ kết thúc kỷ nguyên "Con Người" hiện nay nhưđã từng xãy ra cho các loài khủng long 65 triệu năm trước kia? Và rồi cái gì sẽ tiếp diễn sau đó? Xin giới thiệu bài viết của Tiến Sĩ Trần Hồng Văn dưới đây với những tia sáng khoa học đang cố xuyên thủng bóng tối âm u,đầy bí ẩn của vũ trụ bao la.
( NLG73 Lê Phú Nhuận)
Đối với các nhà khoa học, trái đất hiện nay đang đối diện với hiện tượng tuyệt chủng hàng loạt cho một số lớn sinh vật và có thể là cuộc tuyệt chủng ghê gớm lần thứ 6 sẽ xẩy ra tiếp theo lần thứ 5 xẩy ra vào khoảng 65 triệu năm về trước. Vào năm 1993, giáo sư sinh vật học E.O. Wilson tại đại học Harvard đã ước tính trên trái đất có khoảng 30,000 loài sinh vật biến mất mỗi năm, tức là cứ mỗi giờ thì có 3 loài bị tuyệt chủng. Theo các nhà khoa học thì việc tuyệt chủng lần thứ 6 này sẽ nghiêm trọng và nguy ngập hơn như những gì mà giáo sư Wilson phỏng đoán.

I- Tuyệt chủng hàng loạt là gì?

Một số lớn sinh vật bị tiêu diệt trong khoảng thời gian ngắn gây ra bởi các yếu tố như thiên tai hay sinh môi bị thay đổi quá nhanh làm các sinh vật không thích ứng kịp.

Đặc điểm của biến cố này xẩy ra trên trái đất được ghi nhận như sau:

1- Tác động cho các sinh vật sống trên đất liền và dưới nước
2- Trên đất liền, trong khi nhiều loài động vật bị tuyệt chủng hàng loạt thì thực vật có khả năng chống đỡ lại hơn động vật.
3- Các dạng đời sống vùng nhiệt đới bị tiêu diệt nhiều hơn.
4- Vài giống có khuynh hướng bị ảnh hưởng lập đi lập lại, như các loài tam diệp trùng, loài ốc
5- Biến cố xẩy ra theo một chu kỳ là khoảng 26 triệu năm một lần.

Những tác nhân gây nên biến cố được chia làm 2 loại:

1- Thiên tai, ví dụ như thiên thạch hay sao chổi đụng vào.
2- Hoạt động của trái đất như núi lửa, tình trạng băng đá, mực nước biển thay đổi, khí hậu thay đổi, độ khí oxy hay độ mặn trong nước biểnthay đổi.

II- Tuyệt chủng hàng loạt trong quá khứ.

Tuyệt chủng hàng loạt là một biến cố trong lịch sử của trái đất khi một số lớn sinh vật bị tiêu diệt trong một khoảng thời gian ngắn.

Dựa vào các nghiên cứu địa chất và khảo cổ học, các nhà khoa học ghi nhận một số lớn các sinh vật trên trái đất đã trải qua 5 lần bị tiêu diệt chính và nghiêm trọng, nguyên do là thay đổi quá nhanh trong hệ thống sinh thái như thời tiết thay đổi, thiên tai do núi lửa gây ra hay do thiên thạch to lớn đụng vào trái đất. Những lần tuyệt chủng này là:

1- Cuối thời đại Ordovician: 440 triệu năm trước. Nguyên do là thời tiết thay đổi quá nhanh, trái đất trải qua thời kỳ băng giá. Vào thời kỳ này trên đất liền không có hoặc là rất ít sinh vật sinh sống nên khoảng 25% tới 50% gia đình (mỗi gia đình gồm hàng ngàn loài) sinh vật sống dưới nước bị tiêu diệt.
Biến cố gây nên tuyệt chủng này được các nhà khảo cổ học đưa ra giả thuyết là lục địa Gondwana bị đông đá(Chú thích: Lục địa Gondwana là một lục địa cổ xưa bao gồm các lục địa Phi Châu, Nam Mỹ, Úc Châu, Nam Cực và Ấn Độ bây giờ).

Trong thời đại này, trái đất chỉ có 2 lục địa : Lục địa Laurentia ở phía bắc và lục địa  Gondwana ở phía nam. Cấu trúc này kéo dài suốt một khoảng thời gian dài từ 300 triệu năm tới 510 triệu năm trước, trước khi chúng dính lại với nhau thành một lục địa độc nhất gọi là Pangaea .

Chứng cớ cho thời đại băng đá này được các nhàđịa chất học tìm thấy là những tầng băng đá kết tụ hiện còn tại sa mạc Sahara. Khi lục địa Gondwana trôi lên vùng bắc cực trong thời đại này, trái đất trở nên lạnh lẽo, gây nên tình trạng đóng băng, kéo theo mực nước biển bị hạ thấp rồi làn hệ thống sinh thái trên trái đất bị thay đổi đưa đến tình trạng một số lớn sinh vật bị tuyệt chủng

2- Cuối thời đại Devonian: 370 triệu năm trước. Thời tiết thay đổi nhanh làm 20% tới 30% gia đình sinh vật dưới biển bị tiêu diệt.

Tiếp theo sau biến cố tuyệt chủng cuối thời đại Ordovician là giai đoạn phục hồi của những loài còn sống sót trong suốt thời đại Silurian và Devonian. Lúc này các loài cá mập và các loài cá có xương và vài loài sò ốc xuất hiện, tuy vậy suốt trong thời đại Devonian, loài san hô chiếm đa số trong các sinh vật sống trong biển.Một số động vật đã xuất hiện trên đất liền như loài lưỡng thê (ếch, nhái …), côn trùng và một số cây, những khu rừng đầu tiên xuất hiện.

Biến cố tuyệt chủng xẩy ra vào cuối thời đại Devonian sang đầu thời đại Frasnian. Các loài sống ở biển bị tiêu diệt nhiều nhất, đó là các loài san hô cổ xưa trong khi các sinh vật trên đất liền ít bị ảnh hưởng.Vào lúc này, những loài san hô hầu như bị biến mất hẳn cho tới mãi tới thời đại Mesozoic (230 tới 60 triệu năm trước) mới xuất hiện lại.Khoảng 70% loài sinh vật không xương sống sống trong biển cũng biến mất.

Hình vẽ gia đình họ cá Ostracoderm trong thời đại Devonian (408 triệu năm tới 360 triệu năm trước đây).

Nguyên nhân chính gây ra biến cố tuyệt chủng trong thời đại này là trái đất lại trải qua thời kỳ băng giá trên lục địa Gondwana với chứng cớ còn tìm thấy là những kết tụ của băng đá trong thời đại này tại vùng bắc Ba Tây.

Trái đất lạnh lẽo kèm theo mực nước biển xuống thấp tạo nên xáo trộn trong hệ sinh thái, kết quả là nhiều sinh vật bị tiêu diệt. Tuy vậy, nhiều nhàđịa chất học cũng cho là thiên thạch đụng vào trái đất đưa đến biến cố tuyệt chủng này, lập luận này đến nay vẫn chưa rõ ràng.

3- Cuối thời đại Permian: 240 triệu năm trước. Đây là biến cố tuyệt chủng hàng loạt nghiêm trọng nhất với 50 tới 70% gia đình sinh vật trên trái đất bị tiêu diệt, trong đó 90 tới 95% làcác loài sống dưới biển. Nguyên nhân là khí hậu thay đổi,
tráiđất trải qua thời kỳ băng giá,mực nước biển xuống thấp, di chuyển của các phiến đá dưới thềm lục địa. Hoạt động của núi lửa cũng được các nhà nghiên cứu đề cập tới: Các dấu vết tìm thấy trong vùng Syberia đưa đến kết luận là núi lửa đã phun một số lượng khổng lồ chất sulfates vào bầu khí quyển, hoặc là những chứng cớ còn tìm được tại Trung Hoa cho biết lúc đó núi lửa phun ra một số lượng silica lớn rồi phát nổ khiến bầu trời bị che bởi những đám mây to lớn.Sulfates trong bầu khí quyển kết hợp với đám mây tro bụi làm nhiệt độ trên trái đất hạ thấp xuống, kết quả là trái đất lại phải trải qua thời kỳ băng giá mới. Chính số tuổi của lớp phún xuất thạch còn để lại tại những nơi này trùng hợp vớisố tuổi vào thời kỳ tuyệt chủng trong thời đại Permian. Các nghiên cứu mới đây còn kết luận biến cố tuyệt chủng trong thời đại này do việc các thiên thạchđụng vào trái đất.

Một hố sâu tại Arizona do thiên thạch rơi xuống vào khoảng 250 triệu năm trước khiến các nhà khoa học nghĩ rằngđây là nguyên do đưa đến việc cácsinh vật trên trái đất bị tuyệt chủng trong thời đại này.

Trong thời đại này, các đại lục trên trái đất dính với nhau thành một lục địa độc nhất gọi là Pangaea và đây là hiện tượng duy nhất xẩy ra suốt trong lịch sử của trái đất.Kết quả mang đến là sự phát triển cộng đồng động vật có xương sống trên đất liền và làm giảm lượng sinh vật sống dưới nước.

Khi nghiên cứu chất carbon nằm trong tầng lớp đá vôi tại tỉnh Triết Giang (Guizhou) phía đông nam Trung Quốc, giáo sư Jonathan Payne thuộc đại học Stanford đưa đến kết luận hoạt động của hệ thống núi lửa làm cho độ át xit trong nước biển tăng lên khiến 90 phần trăm sinh vật sống dưới nước và ba phần tư sinh vật sống trên đất liền bị tiêu diệt trong giai đoạn cuối của thời đại Permian. hệ thống núi lửa hoạt động đồng loạt thải một khối lượng lớn khí CO2 vào bầu khí quyển cũng làm độ át xít trong nước biển tăng đã gây nên biến cố này.

Siêu lục địa Pangaea được thành lập từ cuối thời đại Paleozoic và  đầu thời đại Mesozoic, khoảng 300 triệu năm trước rồi bắt đầu rạn nứt để chia thành những lục địa như ngày nay. Biển độc nhất bao quanh lụcđịa này cótên là Panthalassa.

Trong các loài sinh vật phát triển trên mặt đất là loài lưỡng thê, côn trùng, bò sát, những loài nằm giữa loài bò sát và loài có xương sống, đây là tổ tiên của loài khủng long sau này. Những loài thảo mộc phát triển là loài khỏa tử, tiêu biểu là loài thông.Sinh vật sống dưới biển tương tự như trong giữa thời đại Devonian, như các loài cá có xương, cá mập ... Các loài san hô hay tam điệp trùng cũng còn hiện diện nhưng rất hiếm.

Mẫu xương hóa đá của một loài lưỡng thê sống trong thời đại Permian.

Giống Dimetrodon là động vật nằm giữa loài bò sát và loài có xương sống, nó cũng là tổ tiên của loài khủng long sau này.

4- Cuối thời đại Triassic: 210 triệu năm trướcgiữa thời đại Triassic và Jurassic,đây là một biến cố tuyệt chủng hàng loạt chính và nghiêm trọng xẩy ra trên trái đất, có ảnh hưởng lớn tới đời sống trên mặt đất cũng như dưới biểnvới 20% tới 30% gia đình sinh vật dưới nước cùng toàn thể họ hàng Conodonts bị tiêu diệt. Vào thời gian này, loài khủng long và vài loài sinh vật có vúđã bắt đầu biến hoá và tiến hoáđể sống trên đất liền, các loài này không bị tiêu diệt trong biến cố này nhưng những loài bò sátlớn bị tuyệt chủng. Nguyên do gây nên biến cố tuyệt chủng này chưa được hiểu rõ tường tận, có thể là:

- Nhiệt độ trên trái đất thay đổi dần, mực nước tại các đại dương hạ thấp và độ át xít tăng. Tuy vậy những nguyên do trên không đưa đến việc các sinh vật dưới biển bị tiêu diệt nhanh chóng.

- Thiên thạch đụng vào trái đất, nhưng chứng cớ cho thấy các hố tạo ra do thiên thạch đụng vào trong thời đại này không đủ sâu và lớn để tạo ra việc tiêu diệt các sinh vật. Hố Rochechouart ở Pháp chỉ rộng 25 km, không đủ gây nên tình trạng sinh vật bị tiêu diệt hàng loạt nghiêm trọng như vậy.

- Hoạt động hàng loại của hệ thống núi lửa khiến hơi carbon dioxide hay sulfur dioxy được thải ra bầu khí quyển, trái đất bị nóng lên rồi trải qua thời kỳ băng đá.

Hình vẽ: Trái đất trong thời đại Triassic với sự xuất hiện của loài khủng long.

Khi nghiên cứu nguyên do gây nên nạn tuyệt chủng khủng khiếp khiến ít nhất hơn nửa sinh vật trên trái đất bị tiêu diệt vào cuối thời đại Triassic, giáo sư Micha Ruhl và các cộng sự viên tại đại học Copenhagen, Đan Mạch tìm hiểu vết tích địa chất còn lại của các loài san hô và giáp xác (sò, hến …) cũng như thảo mộc tại các lớp địa tầng tại dặng núi Alps, Áo Quốc. Vào thời đại Triassic địa điểm này là bãi biển của biển Tethys, biển nằm giữa hai lục địa cổ Laurasia và Gondwana. Dựa vào việc phân tích độ đậm đặc các chất đồng vị carbon, giáo sư Ruhl đãđưa tới kết luận: “Khoảng 200 triệu năm trước vào cuối thời đại Triassic, chất khí CO2 trong bầu khí quyển đã ở mức độ thật cao kèm theo cả khí methane nữa. Việc núi lửa thải chất khí CO2 vào bầu khí quyển làm nhiệt độ trên trái đất thay đổi, nhiệt độ trên đất liền và dưới biển tăng, khí methane từ đáy biển bị phóng thích vào không khí, hậu quả là nhiệt độ trên trái đất càng tăng và kéo theo càng nhiều chất khí methane bị phóng thích hơn và sinh vật bị tiêu diệt hàng loạt”.

5- Cuối thời đại Cretaceous: 65 triệu năm trước. 25% gia đình sinh vật, vừa sống ở dưới nước vừa sống trên lục địa bị tiêu diệt, trong đó có loài khủng long.

Các nhà khoa học đặt giả thuyết là sinh vật trong thời đại này bị tiêu diệt do một trong những thiên tai, đó là việc thiên thạch rơi xuống trái đất. Hố Chicxulub tại bán đảo Yucatán, Mễ Tây Cơ, rộng 180 km, thiên thạch này có đường kính khoảng 18 km. Những tảng đá tại hố này có số tuổi là 65 ngàn năm, trùng hợp với thời gian sinh vật trên trái đất bị tiêu diệt vào cuối thời đại Cretaceous. Khi một thiên thạch to lớn như vậy đụng vào trái đất, một số lượng rất lớn tro bụi bị bắn tung lên bầu khí quyển, hậu quả là sẽ làm ngăn cản tia nắng mặt trời chiếu xuống trái đất trong suốt vài chục năm và cây cối sẽ chết vì không thể quang tổng hợp được và động vật sẽ bị tiêu diệt vì thiếu thực phẩm.

Trong thời đại Cretaceous, loài cây có hoa bắt đầu xuất hiện, khủng long là động vật lớn nhất, lục địa Pangaea  bắt đầu tách thành các lục địa nhỏ và sau thời đại này, loài ngườicổ xưaxuất hiện rồi biến hoá và tiến hoá cho tới ngày nay.

Trong thập niên trước, người ta đặt giả thuyết nguyên nhân cho biến cố này là do một thiên thạch to lớn đụng vào trái đất nhưng đến nay một số nhà địa chất học lại cho rằng hoạt động bất thường của núi lửa gây xáo trộn hệ thống sinh thái khiến sinh vật trên mặt đất và dưới nước bị nhanh chóng tiêu diệt. Sau biến cố này, loài người bắt đầu xuất hiện để rồi biến hoá và tiến hoá cho tới ngày nay.

6- Biến cố tuyệt chúng lần thứ 6:

Phần lớn chúng ta không biết là thế giới này đang ở trong giai đoạn tuyệt chủng ghê gớm lần thứ 6 kể từ thời đại loài khủng long bị tuyệt chủng vào 65 triệu năm trước. Thêm vào đó, biến cố xẩy ra lần này sẽ nhanh chóng hơn 5 lần trước trong suốt lịch sử trái đất.Theo như tạp chíNature xuất bản vào tháng 2, 2012 thì trái đất sẽ trải qua biến cố tuyệt chủng lần thứ 6 với 75% tổng số sinh vật bị hủy diệt, nghĩa là số sinh vật bị tuyệt chủng lần này sẽ nhiều hơn gấp 5 lần so vớitổng số sinh vật bị tiêu diệt trong suốt trong 540 triệu năm trước. Một vài dữ kiện sau đây chứng minh:

-Theo như một cuộc thăm dò của American Museum of Natural History, cứ bẩy trong số mười nhà sinh vật học trên thế giới cho rằng hiện nay trái đất đang ở trong giai đoạn giữa một hiện tượng tuyệt chủng nhanh chóng nhất trong suốt 4.5 tỉnăm lịch sử trái đất.

- Giáo sư E.O. Wilson tại Đại Học Harvard, một nhà sinh học được kính trọng hàng đầu thế giới ưóc tính là vào cuối thế kỷ này khoảng một nửa loài sinh vật sẽ biến mất.

- Theo báo cáo của tổ chức Liên Hiệp Quốc thì một phần tư loài động vật hữu nhũ sẽ bị tuyệt chủng trong 30 năm nữa.
- Cho đến nay, hơn một phần tư số lượng loài san hô và sò hến đã bị tiêu diệt vì ô nhiễm và nhiệt độ gia tăng trên trái đất. Các nhà khoa học cảnh báo là loài giáp xác sẽ bị tuyệt chủng trong khoảng 20 năm nữa.

- Mật độ loài sư tử chỉ còn 10 phần trăm trong khoảng 10 năm nữa.

- Khi nghiên cứu về biến cố tuyệt chủng trên trái đất hiện nay, những nhà khoa học tại đại học California, Berkeley, đại học Sao Paulo, Ba Tây và National Evolutionary Synthesis tại Durham, North Carolina dựa vào danh sách “Những động vật đang ở trong thời kỳ bị tuyệt chủng”do Hội Bảo Tồn Thiên Nhiên Quốc Tế thiết lập. Theo như danh sách này thì hiện nay có 18,351 loài động vật nằm trong danh sách đỏđang bịđe dọa tuyệt chủng. Nguyên do đưa đến tình trạng này là do con người tàn phá hệ thống sinh thái và khí hậu trên trái đất thay đổi. Trong khoảng 3 thế hệ nữa, số sinh vật kể trên sẽ bị tiêu diệt khoảng 80%. Với đà tàn phá sinh môi như hiện nay, các nhà nghiên cứu kết luận là chỉ trong vòng 3 thế kỷ, lâu nhất là 2,200 năm nữa, tất cả các loài lưỡng thê, chim và loài thú có vú sẽ hoàn toàn bị tuyệt chủng.Giáo sư Stuart Pimm, nhà sinh vật học tại Duke University tin là “Các nhà nghiên cứu trên đãđưa đến một kết luận đứng đắn và chính xác”. Sau suốt 15 năm nghiên cứu, trong một báo cáo về khoa học đăng trên tạp chí Nature vào năm 1995, giáo sư Pimm báo cáocác loài sinh vật hiện nay đang bị tuyệt chủng với tốc độ 100 tới 1,000 lần nhanh hơn tốc độ tiến hoá.

Rừng nhiệt đới bị phá hủy hoàn toàn tại Madagasca.

Rừng nhiệt đới bị phá hủy hoàn toàn tại Ba Tây.
Với đà phá rừng như hiện nay, người ta ước tính mỗi năm trên thế giới có 27,000 loài sinh vật bị tuyệt chủng..

- Nguyên do chính tạo nên tuyệt chủng lần thứ 6 này là do con người và nạn nhân mãn trên mặt đất. Vào năm 2050, nhân sô trên trái đất sẽ là 9 tỉ. Con người gây ra tình trạng thay đổi nhiệt độ trái đất, môi trường sinh sống bịô nhiễm, đánh bắt hải sản và săn bắn ở cường độ không kiểm soát cũng như làm lan tràn các loài vi khuẩn độc hại. Số lượng rừng nhiệt đới trên thế giới bị giảm nhanh chóng vì người ta pháđi để làmnông nghiệp vàđồng cỏ hay tạo nên các đô thị. Mặc dù phá rừng cũng làđể phục vụ nhu cầu của con người nhưng cũng mang lại những hậu quả nghiêm trọng như làm tuyệt chủng một số thực vật vàđộng vật, góp phần vào việc làm thay đổi khí hậu trái đất

III- Tương lai trái đất:

Giám Đốc chương trình tại viện Khoa Học Quốc Gia, sở Khoa Học Địa Cầu là tiến sĩ Richard Lane viết trong một báo cáo: “Tuyệt chủng trêntrái đấtở mức báo động do khí hậu thay đổi vàtác động của con người trên hệ sinh thái. Nếu mức độtàn phá tiếp diễn như hiện nay thì vào 3 tới 22 thế kỷ nữa, phần lớn sinh vật trên trái đất sẽ biến mất”.

David Jablonski,giáo sư môn địa chất học tại University of Chicago viết: “Mọi người đều nói đến sự tiến hoá của sinh vật sau mỗi lần tuyệt chủng, nhưng cũng tương tự như tiên đoán thời tiết,chẳng ai biết chúng sẽ tiến hoá như thế nào. Lạ lùng sẽ xuất hiện khi tất cả trở lại bình thường, khi mà bụi bặm ngưng đọng, khói tan đi và một quân bằng mới được thiết lập, một sự tiến hoá mới bắt đầu khác hẳn với những gì xẩy ra từ trước. Những loài sinh vật sống sót sẽ biến hoá và tiến hoátheo một chiều mới, khác hẳn với những gì mà tổ tiên chúng đãđi qua”.

*Trần Hồng Văn

Tài liệu tham khảo:

1- Gwyneth, Dickey. Stanford Scientist Link Ocean Acidification to Prehistoric Mass Extinction, April 27, 2010. Stanford University News.
2- Geolor's Earth Issues. Earth's Major Extinctions, 2006
3- Kidwell, Susan. Mass Extinctions Reset the Long-Term Pace of Evolution, July, 2012. Paleontology & Archaeology.
4- Lane, Richard. Earth's Sixth Mass Extinction: Is It Almost Here? March 2, 2011. National Science Foundation.
5- Nelson, Stephen A. Meteorites, Impacts and Mass Extinction. Nov. 16, 2011. Tulane University.
6- Park.org/Canada/Museum/extinction. Mass Extinctions Of The Phanerozoic Menu.
7- Ruhl, Micha et al. Atmospheric Carbon Injection Linked to End-Triassic Mass Extinction, July 2011, Science, Vol 333.
8- Weise, Elizabeth. Study Offers Warning About Next Potential Mass Extinction, March, 2012. USA Today.
và nhiều tài liệu khác.