Đại dương Strangelove: Chìa khóa từ những đợt phun trào núi lửa cổ đại

Các dữ liệu địa hóa học mới nhất đã chỉ ra rằng hoạt động núi lửa quy mô lớn có thể là tác nhân chính dẫn đến trạng thái được gọi là "Đại dương Strangelove". Đây là một giai đoạn mà các dòng hải lưu gần như đình trệ hoàn toàn, xảy ra vào đầu kỷ Cambri tại khu vực địa lý mà ngày nay chúng ta biết đến là miền Nam Trung Quốc.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiến hành xác định niên đại với độ chính xác cực cao đối với các lớp K-bentonit. Đây là những tầng trầm tích được hình thành từ tro bụi núi lửa, được phát hiện nằm trong phạm vi của các khối địa chất Dương Tử (Yangtze) và Bảo Sơn (Baoshan). Những lớp lắng đọng này đã được truy nguyên nguồn gốc từ một chuỗi các siêu phun trào bùng nổ dữ dội diễn ra ở rìa phía tây bắc của siêu lục địa cổ Gondwana.

K-bentonit từ lâu đã được giới địa chất coi là những dấu chỉ thực sự đáng tin cậy để nhận diện các vụ phun trào quy mô lớn. Trong dòng chảy của thời gian địa chất, chúng được ghi nhận như những sự kiện xảy ra gần như tức thời, tạo nên những mốc thời gian sắc nét. Cách giải thích mới đề xuất rằng chính những đợt phun trào này đã kích hoạt một chuỗi hệ quả dây chuyền, dẫn đến tình trạng thiếu oxy trên diện rộng (anoxia) trong các tầng nước sâu của đại dương toàn cầu.

Dựa trên giả thuyết này, lượng khí thải khổng lồ từ các miệng núi lửa đã gây ra sự biến đổi đột ngột về độ pH trong môi trường nước biển. Sự thay đổi nồng độ axit này đã làm sụt giảm nghiêm trọng năng suất của sinh vật phù du – vốn là nền tảng sống còn của mọi chuỗi thức ăn biển. Hệ quả tất yếu là đại dương rơi vào một trạng thái tĩnh lặng, nơi các hoạt động sinh học bị kéo xuống mức tối thiểu và quá trình phân tách đồng vị tự nhiên ở các tầng nước bề mặt gần như bị ngưng trệ.

Giai đoạn kỷ Cambri sớm, kéo dài từ khoảng 541 đến 485 triệu năm trước, vốn nổi tiếng trong lịch sử Trái đất với sự kiện "Bùng nổ Cambri". Đây là thời kỳ chứng kiến sự xuất hiện nhanh chóng và đa dạng chưa từng có của các loại hình động vật mới. Tuy nhiên, ngay trước thềm của sự phát triển rực rỡ đó, các hồ sơ địa chất lại ghi nhận một giai đoạn suy giảm đa dạng sinh học biển đầy bí ẩn.

Trạng thái "Đại dương Strangelove" chính là thuật ngữ mô tả cho giai đoạn chuyển tiếp này: một đại dương gần như vắng bóng sự sống, nơi sự sụt giảm sinh khối trầm trọng làm yếu đi các tín hiệu địa hóa sinh đặc trưng. Trước đây, các nhà khoa học từng xem xét giả thuyết về những tác động từ ngoài hành tinh để giải thích hiện tượng này, nhưng các bằng chứng địa hóa học mới đã chuyển hướng sự chú ý sang hoạt động magma nội sinh quy mô lớn của hành tinh.

Bức tranh về sự kiện này càng trở nên rõ nét hơn nhờ các dữ liệu về đồng vị lưu huỳnh được thu thập từ sáu mặt cắt địa tầng đá biển phân bố trên toàn cầu, có niên đại từ cuối kỷ Cambri (khoảng 499 triệu năm trước). Những dữ liệu này chỉ ra một sự kiện thiếu oxy quy mô lớn được gọi là SPICE (Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion). Điều này xác nhận rằng tình trạng thiếu hụt oxy không chỉ là một biến cố cục bộ mà là một hiện tượng mang tính hành tinh sâu sắc.

Nghiên cứu chi tiết này đã được công bố trên tạp chí uy tín Communications Earth & Environment. Các tác giả đã khéo léo kết nối những bất thường địa hóa học này với các sự kiện núi lửa cụ thể diễn ra tại rìa cổ của lục địa Gondwana. Công trình này cung cấp một cơ chế thống nhất để giải thích cho việc hệ thống đại dương bị "tạm ngắt kết nối" trong một khoảng thời gian ngắn ngủi nhưng đầy biến động của lịch sử địa chất.

Sự kiện này đã đóng góp gì vào tiến trình phát triển và âm hưởng chung của hành tinh chúng ta? Nó nhắc nhở chúng ta về một quy luật tự nhiên sâu sắc mà triết gia Gottfried Wilhelm Leibniz từng đúc kết: "Tự nhiên không tạo ra những bước nhảy vọt, nhưng biết cách tạo ra những khoảng lặng".

Ngay trước thời điểm sự sống bùng nổ mạnh mẽ nhất, đại dương dường như đã hít một hơi thật sâu và chìm vào sự tĩnh lặng tuyệt đối trong một khoảnh khắc địa chất. Những siêu phun trào, tình trạng thiếu oxy và sự im lìm của lòng đại dương sâu thẳm hóa ra không phải là dấu chấm hết cho sự sống, mà lại là một quá trình điều chỉnh và thiết lập lại toàn bộ hệ thống của Trái đất.

Chính khoảng lặng đầy khắc nghiệt này đã trở thành điều kiện tiên quyết, dọn đường cho sự thăng hoa rực rỡ của muôn loài trong giai đoạn tiếp theo. Sự tĩnh lặng của lòng sâu chính là bước đệm cần thiết để hành tinh chuẩn bị cho một trong những chương huy hoàng và sống động nhất trong lịch sử tiến hóa của mình.