Tìm ra thủ phạm khiến voi ma mút tuyệt chủng

Các nhà khoa học đang mở rộng những bằng chứng ủng hộ giả thuyết rằng: Một sao chổi bị vỡ đã phát nổ trên bầu khí quyển Trái đất gần 13.000 năm trước. Sự kiện vũ trụ này có thể đã góp phần vào sự tuyệt chủng của voi ma mút, mastodon và nhiều loài động vật lớn khác của Kỷ Băng hà, cũng như sự biến mất đột ngột của văn hóa Clovis khỏi hồ sơ khảo cổ Bắc Mỹ.

Trong một nghiên cứu công bố trên tạp chí PLOS One, Giáo sư James Kennett (Đại học UC Santa Barbara, Khoa Khoa học Trái đất, đã nghỉ hưu) và nhóm của ông báo cáo phát hiện thạch anh sốc (shocked quartz) — các hạt cát bị biến đổi bởi nhiệt độ và áp suất cực cao — tại ba địa điểm Clovis quan trọng ở Hoa Kỳ: Murray Springs tại Arizona, Blackwater Draw tại New Mexico, và Arlington Canyon tại quần đảo Channel Islands của California.

Kennett cho biết: “Ba địa điểm này là những điểm kinh điển trong việc phát hiện và ghi nhận sự tuyệt chủng của các loài động vật lớn ở Bắc Mỹ và sự biến mất của văn hóa Clovis”.

Bằng chứng cho giả thuyết va chạm Younger Dryas

Sự tuyệt chủng của các loài động vật lớn thời Kỷ Băng hà và sự biến mất của kỹ nghệ Clovis xảy ra đồng thời với sự khởi đầu của thời kỳ Younger Dryas — một giai đoạn lạnh đột ngột làm gián đoạn quá trình ấm lên dần của Trái đất sau Kỷ Băng hà cuối cùng. Sự quay lại bất thường với điều kiện gần như băng hà này kéo dài khoảng một thiên niên kỷ.

Các nhà khoa học đã đề xuất nhiều nguyên nhân cho biến đổi khí hậu kịch tính này. Kennett và các đồng nghiệp cho rằng một sao chổi bị phân mảnh đã phát nổ trong khí quyển, giải phóng nhiệt cực mạnh và sóng xung kích trên phạm vi toàn cầu.

Theo giả thuyết Younger Dryas, chuỗi vụ nổ này gây ra các đám cháy diện rộng, sinh ra khói và bồ hóng, cùng bụi mù che phủ Mặt trời, tạo nên một dạng “mùa đông do va chạm”. Việc tan chảy nhanh các tảng băng có thể đã làm mát thêm các khu vực chịu ảnh hưởng. Cú sốc ban đầu của vụ va chạm, cộng thêm điều kiện khắc nghiệt sau đó, được cho là đã góp phần vào sự diệt vong của các loài megafauna ở cả Bắc và Nam Mỹ, cũng như sự biến mất của văn hóa Clovis.

Bằng chứng ngày càng nhiều cho một sự kiện va chạm

Trong vài thập kỷ qua, Kennett và những người ủng hộ giả thuyết này đã thu thập ngày càng nhiều bằng chứng ủng hộ nó, bao gồm lớp trầm tích “black mat” tại nhiều địa điểm ở Bắc Mỹ và châu Âu — dấu hiệu của cháy rừng diện rộng.

Họ cũng phát hiện danh sách ngày càng dài của các proxy va chạm — dấu tích địa chất đặc trưng của các vụ nổ vũ trụ — chẳng hạn như: nồng độ bất thường cao của các nguyên tố hiếm phổ biến trong sao chổi: platinum, iridium...; các cấu trúc hình thành dưới nhiệt độ và áp suất cực cao như nanodiamond; các kim loại và khoáng chất tan chảy rồi nguội và đông trở lại: cầu kim loại (metallic spherules), thủy tinh nóng chảy (meltglass).

Nhờ tiến bộ công nghệ, nhóm nghiên cứu đã tập trung được vào một proxy được xem là đỉnh cao của bằng chứng va chạm vũ trụ: thạch anh sốc.

Trong mẫu vật tại ba địa điểm khảo cổ — Murray Springs, Blackwater Draw và Arlington Canyon — các nhà nghiên cứu đã phát hiện những hạt thạch anh với các vết nứt đặc trưng, một số chứa đầy silica nóng chảy. Họ sử dụng nhiều kỹ thuật, bao gồm kính hiển vi điện tử và phát quang catot, để xác nhận rằng các hạt thạch anh này đã chịu nhiệt độ và áp suất cực cao — vượt xa mọi khả năng gây ra bởi hoạt động núi lửa hay con người thời cổ đại.

Những vụ nổ trên không và thách thức của các va chạm không tạo hố

Sự xuất hiện của thạch anh sốc càng quan trọng trong lúc không tìm thấy hố va chạm — loại bằng chứng được xem là “khẩu súng bốc khói” của các vụ va chạm vũ trụ.

Không giống thiên thạch đã giết khủng long 65 triệu năm trước và để lại hố va chạm dưới bán đảo Yucatán, các vụ nổ xảy ra trên không như từ sao chổi phân mảnh lại hầu như không để lại dấu vết trên bề mặt Trái đất.

Sử dụng mô hình hóa thủy động lực học (hydrocode modeling), nhóm nghiên cứu mô phỏng các vụ nổ tầm thấp trên không và những kiểu tác động có thể dẫn tới các dạng sốc khác nhau trong hạt thạch anh.

Theo các nhà nghiên cứu: trong khi bằng chứng va chạm cổ điển dựa nhiều vào các vết nứt song song trong thạch anh hình thành tại hố va chạm, thì các vụ nổ trên không tạo ra nhiều mức độ áp suất, hướng tác động và nhiệt độ khác nhau — dẫn tới sự đa dạng trong cấu trúc shock của thạch anh. “Sẽ có những hạt bị sốc cực mạnh và những hạt bị sốc nhẹ. Đó là điều bạn sẽ mong đợi.”

Khi được xem xét cùng với các proxy va chạm khác trong cùng một lớp trầm tích — lớp “black mat” giàu carbon, nanodiamond, cầu va chạm — và xuất hiện tại ba địa điểm khảo cổ tiêu biểu, phát hiện thạch anh sốc này “hỗ trợ mạnh mẽ luận điểm rằng một sự kiện va chạm vũ trụ là nhân tố quan trọng góp phần vào sự tuyệt chủng của megafauna và sự sụp đổ của kỹ nghệ Clovis khi Younger Dryas bắt đầu”, theo bài báo.

Bùi Tú