Khoa học đi tìm lời giải cho khoảng thời gian dài tỷ năm đã biến mất khỏi lịch sử Trái Đất

Đôi khi, chúng ta đột nhiên quên mất mình đang làm gì, mình phải làm gì. Trải nghiệm khó chịu này khiến bạn cảm thấy như dòng thời gian mà bạn đang sống đột nhiên bị gấp lại một chút. Nhưng cảm giác này chẳng là gì so với Trái đất hàng tỷ năm tuổi của chúng ta: trong lịch sử Trái đất, đã có những giai đoạn “mất trí nhớ” kéo dài hàng trăm triệu năm.

Sự tồn tại của những khoảng cách lịch sử này trong các đặc điểm địa chất của Trái Đất có thể được xác nhận: các nhà khảo cổ học đã tìm thấy hai lớp đá thuộc về hai thời đại khác nhau nằm ngay cạnh nhau; khoảng cách thời gian này có thể lên tới 1,2 tỷ năm. Điều này cho thấy rằng bằng cách nào đó, thiên nhiên đã ngăn không cho trầm tích từ thời kỳ này xuất hiện trong đất.

Đại Bất chỉnh hợp là một khoảng trống trong lịch sử địa chất của Trái Đất.

Những sự khác biệt này dường như chế giễu nỗ lực của chúng ta trong việc hiểu quá khứ của Trái Đất, vì chúng là bằng chứng của một thời gian bí ẩn đã mất. Tuy nhiên, các nhà khoa học có thể sử dụng chúng để tìm hiểu cách đọc ký ức của Trái Đất, giống như cách chúng ta đếm các vòng cây để suy ra tuổi của một cây khổng lồ.

“Một câu hỏi lớn, bao trùm là điều gì phân biệt một khối trầm tích hoàn chỉnh với khối đã mất một số lớp của nó do xói mòn”, nhà địa chất Rebecca Flowers của Đại học Colorado Boulder viết. “Một điểm khác là [nó giúp ta] hiểu được mối liên hệ giữa các hiện tượng xảy ra trên bề mặt (như xói mòn), các quá trình xảy ra dưới lòng đất và những thay đổi có tác động lâu dài liên quan đến sinh học, khí hậu hoặc môi trường”.

Giáo sư Flowers là tác giả của một nghiên cứu mới được công bố hôm thứ Hai trên tạp chí PNAS. Bà chỉ ra rằng những phát hiện mới liên quan đến một trong những khoảng trống nổi tiếng nhất trong lịch sử Trái đất, Great Unconformity, xuất hiện trong các lớp trầm tích trên toàn cầu.

Nhà nghiên cứu Rebecca Flowers.

Khoảng cách này kéo dài từ khoảng 550 triệu năm trước (thời kỳ ngay trước khi sự sống phức tạp bắt đầu xuất hiện) đến khoảng một tỷ năm trước (khi các vi sinh vật vẫn đang “thống trị” Trái Đất).

Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng các hóa thạch từ thời kỳ này đã bị xói mòn do tác động của thời kỳ Trái Đất gần như đóng băng hoàn toàn.

Nhưng trong bài báo mới của mình, Flowers và các đồng nghiệp đưa ra một góc nhìn mới về sự hình thành khoảng cách lịch sử: đó là một đặc điểm kiến ​​tạo khu vực, không phải là một hiện tượng toàn cầu. Họ đã đi đến kết luận này sau khi phân tích các hóa thạch đá granit tại Pikes Peak, Colorado. Đây không phải là nơi duy nhất Flowers lấy mẫu.

Flowers cho biết: “Chúng tôi làm việc tại nhiều địa điểm khảo cổ khác trên khắp Bắc Mỹ, bao gồm Grand Canyon, có lẽ là địa điểm nổi tiếng nhất của Great Gap. Chúng tôi cũng có kế hoạch đến thăm các địa điểm khảo cổ mới trên các lục địa khác”.

“Mục tiêu là xác định xem liệu một hiện tượng toàn cầu, như nhiều nhà khoa học đã giả định, có gây ra sự xói mòn dẫn đến Đại Trật Tự hay liệu nhiều Đợt Trật Tự có xảy ra ở nhiều thời điểm khác nhau, ở nhiều địa điểm khác nhau và vì những lý do khác nhau hay không.”

Ngày xửa ngày xưa, Trái Đất trông như thế này.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu khoáng chất và tinh thể để tái tạo lịch sử nhiệt (một kỹ thuật để xác định niên đại các lớp) của trầm tích. Kết quả cho thấy các trầm tích cũ hơn bị xói mòn trước khi Trái đất bước vào kỷ băng hà đầu tiên, cho thấy rằng Great Gap không phải do xói mòn băng hà gây ra.

Kết quả nghiên cứu cũng đặt ra nghi ngờ về các lý thuyết trước đây cho rằng sự xói mòn song song với sự hình thành của Đới tách giãn lớn đã khiến các chất dinh dưỡng bao phủ bề mặt Trái đất, gây ra sự bùng nổ kỷ Cambri – thời điểm sự sống phức tạp xuất hiện cách đây 541 triệu năm.

Flowers giải thích: “Nếu sự xói mòn xảy ra hàng trăm triệu năm trước vụ nổ kỷ Cambri, thì hai sự kiện, vụ nổ sự sống và sự xói mòn của Great Gap, không liên quan gì đến nhau”. “Kết quả của chúng tôi cho thấy tại Pikes Peak, sự xói mòn tạo ra Gap xảy ra hàng trăm triệu năm trước vụ nổ kỷ Cambri”.

Nhóm nghiên cứu cho rằng hoạt động địa chất liên quan đến sự hình thành và tan rã của siêu lục địa Rodinia đã khiến cho Sự gián đoạn lớn tại Pikes Peak xuất hiện. Tuy nhiên, bản chất của Sự gián đoạn lớn—một khoảng trống trong lịch sử Trái đất—vẫn chưa rõ ràng. Có thể cần phải nghiên cứu thêm về các Sự gián đoạn khác rải rác trên toàn cầu để có thể vẽ nên bức tranh toàn cảnh về thời gian đã mất này.

Tham khảo Phó