Thiên thạch khi được nhắc tới thường gợi cảm giác nguy hiểm. Vụ va chạm lớn gần đây nhất với hành tinh của chúng ta khá tàn khốc, xóa sổ ba phần tư tất cả các loài động vật trên hành tinh. Nhưng trước đó lâu hơn, có một vụ va chạm lớn hơn nhiều, có thể đem lại khởi nguồn sự sống trên Trái đất.

Khoảng 3,26 tỉ năm trước, một vật thể khổng lồ có kích thước gấp 50 đến 200 lần thiên thạch Chicxulub đã đâm vào hành tinh của chúng ta. Theo nghiên cứu do một nhóm các nhà địa chất dưới sự chỉ huy của Nadja Drabon từ Đại học Harvard khởi xướng, sự xáo trộn sau vụ va chạm cực kỳ lớn này, đã tạo ra các chất dinh dưỡng giúp một số ít vi khuẩn ban đầu phát triển mạnh mẽ.

Drabon nói: "Hãy tưởng tượng bạn đang đứng ngoài khơi bờ biển Cape Cod, trên một thềm nước nông. Đó là một môi trường năng lượng thấp, không có dòng chảy mạnh. Sau đó, đột nhiên, bạn thấy một cơn sóng thần khổng lồ, quét qua và xé toạc đáy biển".

Chúng ta may mắn không thấy tận mắt tác động của một thiên thạch khổng lồ lên hành tinh của mình. Nhưng chúng ta có thể mô hình hóa và mô phỏng những gì xảy ra, tái tạo các sự kiện dựa trên sự lắng đọng khoáng chất trong hồ sơ địa chất.

Vành đai đá xanh Barberton ở Nam Phi chứa bằng chứng về một vụ va chạm khổng lồ đã làm rung chuyển Trái đất cách đây 3,26 tỉ năm. Các nhà khoa học tạm gọi sự kiện đó là S2. Drabon và các đồng nghiệp đã thực hiện một cuộc mô tả tỉ mỉ về các khoáng chất trong lớp đá S2 và đưa ra một bản tái tạo chuỗi các sự kiện diễn ra sau đó.

Chỉ cần nghĩ về khối lượng của thiên thạch trong sự kiện S2 là ta biết nó rất tàn khốc. Nhiệt từ vụ va chạm sẽ làm sôi lớp trên cùng của đại dương, trong khi bản thân vụ va chạm được dự đoán sẽ phun bụi và mảnh vỡ vào khí quyển. Từ đó, bụi tạo ra một lớp sương mù dày chặn ánh sáng mặt trời và cản trở các vi khuẩn sống ở vùng nước nông quang hợp.

Ngoài ra, cũng sẽ có một trận sóng thần lớn xới tung đáy đại dương, đưa vật chất thường bị lắng chặt ở độ sâu lên bề mặt. Mặc dù điều này có thể gây hại cho nhiều dạng sống đang phát triển đã tồn tại được vài trăm triệu năm trước đó, nhưng nó mang lại lợi ích cho một số dạng sống.

Chẳng hạn, bản thân thiên thạch sẽ giải phóng một lượng lớn phốt pho, trong khi nước được nạo vét từ đáy biển sẽ giàu sắt. Cả hai nguyên tố này sẽ nuôi dưỡng bất kỳ vi khuẩn nào có khả năng chuyển hóa chúng, gây ra lượng đột biến gia tăng trong thời gian ngắn nhưng số lượng lớn trước khi Trái đất ổn định trở lại. Điều này đặc biệt đúng đối với hiện tượng vi sinh nở hoa (còn gọi là Bacteria bloom, xảy ra khi số lượng vi khuẩn dị dưỡng trong nước bùng nổ do lượng chất hữu cơ bị dư thừa quá mức, gây ra sự gia tăng đột biến mật độ trong môi trường nước) chuyển hóa sắt ở vùng nước nông.

Drabon nói: "Chúng ta thường cho rằng các sự kiện va chạm là thảm họa đối với sự sống, nhưng nghiên cứu này nhấn mạnh rằng những tác động này sẽ có lợi cho sự sống, đặc biệt là trong giai đoạn đầu. Chính những tác động này thực sự có thể cho phép sự sống phát triển mạnh mẽ".

Nhưng không phải sau sự kiện S2 là sự sống phát triển như vũ bão mà thực tế là rất lặng lẽ. Phải mất hơn 2,5 tỉ năm nữa thì các sinh vật đa bào mới xuất hiện, mang đến những thay đổi đáng kể cho sinh quyển của Trái đất. Và cho đến khoảng 250 triệu năm trước, khủng long mới xuất hiện thống trị Trái đất cho đến khi thiên thạch Chicxulub gây ra sự tuyệt chủng ở kỷ Phấn trắng - Cổ sinh cách đây 66 triệu năm. Cho đến nay, Chicxulub là thiên thạch duy nhất mà chúng ta tự tin rằng nó gây ra sự kiện tuyệt chủng trên hành tinh.

Ngay cả tác động tàn khốc đó cũng đã mở ra những con đường mới cho sự sống phát triển. Với sự suy tàn của khủng long, động vật có vú đã trỗi dậy để lấp đầy các hốc sinh thái bị bỏ trống. Chúng ta cũng cần biết ơn thiên thạch Chicxulub vì nếu không có sự tàn phá đó, có thể loài người sẽ không bao giờ xuất hiện.

Vì vậy, mặc dù đúng là một tác động thiên thạch lớn có tác động có hại đáng kể đối với một số sinh vật, nhưng nó có thể mang lại lợi ích cho những sinh vật khác theo những cách không ngờ tới. Trên thực tế, hoàn toàn có thể do các tác động ban đầu, quá trình tiến hóa chậm chạp theo kiểu lặp đi lặp lại đã làm dần làm thay đổi Trái đất như chạy đà chuẩn bị cho các vụ nổ tiến hóa sẽ xảy ra sau đó. Nói theo triết học duy vật biện chứng thì nhờ vụ va chạm 3,26 tỉ năm trước, quá trình sinh vật tiến hóa bắt đầu tích lũy về lượng một cách chậm chạp để có những bước tiến nhảy vọt thay đổi về chất như xuất hiện sinh vật đa bào, xuất hiện động vật có xương sống...

Các tác giả công trình viết: "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng trên quy mô toàn cầu, dưới sự tác động của các sự kiện lớn, sự sống ban đầu có thể đã được hưởng lợi từ dòng chất dinh dưỡng và chất cho electron (electron donor), cũng như môi trường mới”.

Họ có kế hoạch nghiên cứu sâu hơn về Vành đai đá xanh Barberton để cố gắng ghép nối lại giai đoạn bí ẩn nhưng có thể rất quan trọng này trong lịch sử sự sống trên Trái đất.

Anh Tú