Khủng long tuyệt chủng vào cuối kỷ Phấn trắng. Làm thế nào và tại sao là một câu đố mà các nhà cổ sinh vật học đang cố gắng giải quyết bằng cách nghiên cứu các hóa thạch và thành tạo đá. Những hóa thạch và hình thành đá này không cung cấp tất cả các dữ kiện, vì vậy các nhà khoa học phải lấy thông tin và đưa ra những phỏng đoán có học. Đôi khi các nhà khoa học khác nhau nhìn thấy cùng một vật liệu nhưng lại đưa ra những kết luận khác nhau, do đó có nhiều giả thuyết khác nhau.
Thư viện hình ảnh khủng long
Một số nhà cổ sinh vật học cho rằng sự tuyệt chủng là do một thảm họa như thiên thạch hoặc sao chổi va vào trái đất hoặc một ngọn núi lửa khổng lồ phun trào. Những người khác tin rằng một quá trình dần dần có trách nhiệm. Một số giả thuyết cho rằng sự cạnh tranh giữa khủng long và động vật có vú là nguyên nhân, hoặc có thể là sự thay đổi khí hậu. Các nhà khoa học cũng không thống nhất về khoảng thời gian diễn ra cuộc tuyệt chủng. Một số nghĩ rằng nó xảy ra trong vài ngày. Những người khác nói rằng nó đã mất từ hàng trăm thế hệ đến hơn nửa triệu năm. Bất kỳ lý thuyết tuyệt chủng nào cũng phải giải thích cho các trường hợp tuyệt chủng xảy ra ở biển, bao gồm một số loại trai và động vật thân mềm cuộn lại.
Sự kiện tuyệt chủng không giết chết tất cả các loài động thực vật. Nhiều loại động vật sống sót, bao gồm cá, ếch, rùa, cá sấu, chim và động vật có vú. Các nhà khoa học phải lấy hồ sơ hóa thạch và tìm ra lý do cho mọi sự tuyệt chủng.
- Sự kiện tuyệt chủng kỷ Phấn trắng
- Thông tin hồ sơ hóa thạch
- Thuyết tuyệt chủng
- Các lý thuyết về biến đổi khí hậu
- Lý thuyết tác động ngoài trái đất
Sự kiện tuyệt chủng kỷ Phấn trắng
Sự kiện tuyệt chủng đã giết chết loài khủng long này trên toàn thế giới. Nó ảnh hưởng đến nhiều nhóm động thực vật, cả trên cạn và dưới nước. Khủng long chỉ là một phần nhỏ - sự biến mất của các sinh vật sống khác lớn đến mức các nhà khoa học đã biết về sự tuyệt chủng 30 năm trước khi loài khủng long đầu tiên được mô tả.
Các nạn nhân của sự tuyệt chủng trong kỷ Phấn trắng bao gồm khủng long, động vật thân mềm (động vật thân mềm có liên quan đến bạch tuộc và nautilus có vỏ), pterosaurs và một số nhóm thực vật nhất định. Nhưng nhiều nhóm động vật khác, thậm chí một số nhóm bò sát có thân hình to lớn như khỉ đầu chó, không bị ảnh hưởng.
Hình ảnh những con khủng long hùng vĩ cuối cùng qua đời và để lại một thế giới của những loài động vật có vú giống chuột chù và loài bò sát máu lạnh là sai sự thật. Thay vào đó, nhiều loài động vật đất hiện đại chính đã sống trong kỷ Phấn trắng . Khủng long đã chia sẻ triệu năm cuối cùng của chúng với các sinh vật hiện đại.
Vì không chỉ khủng long đã tuyệt chủng, nên có thể loại trừ những lý do giải thích tại sao khủng long chết. Ví dụ, có một giả thuyết cho rằng dịch bệnh gây ra sự tuyệt chủng của loài khủng long. Nhưng một căn bệnh không thể gây ra sự tuyệt chủng của thực vật và động vật trên toàn thế giới.
Thông tin hồ sơ hóa thạch
Mối quan hệ giữa thực vật và động vật đã tuyệt chủng vào cuối kỷ Phấn trắng là rất quan trọng để hiểu được sự tuyệt chủng của khủng long . Lý do tuyệt chủng ở tất cả các nhóm khác nhau này đều có liên quan với nhau. Hiểu được lý do tại sao một nhóm khác bị tuyệt chủng có thể cho chúng ta manh mối về sự tuyệt chủng của khủng long.
Thực vật và một số loài động vật có thành tích hóa thạch tốt hơn khủng long. Họ cũng đưa ra những manh mối về khí hậu mà hóa thạch khủng long không có. Một số động vật nguyên sinh ở biển (sinh vật đơn bào), được gọi là foraminifera, có vỏ cho biết nhiệt độ của nước nơi động vật sống. Bằng cách nghiên cứu cấu tạo hóa học của những hóa thạch nhỏ bé này, người ta có thể tìm thấy nhiệt độ của các vùng biển thời tiền sử và những thay đổi của nhiệt độ đại dương. Nhiệt độ đại dương phản ánh khí hậu. Điều này có thể được sử dụng để tìm hiểu xem khí hậu như thế nào trước, trong và sau khi khủng long tuyệt chủng.
Nhưng không giống như các nhà khoa học khác, các nhà cổ sinh vật học không thể đi vào phòng thí nghiệm và lặp lại các thí nghiệm. Họ chỉ có thể gỡ rối lịch sử bằng cách kiểm tra các hóa thạch. Thật không may, không có đủ thông tin và nó thường không đầy đủ.
Nghiên cứu mẫu hóa thạch có thể được so sánh với việc xem một bộ phim bí ẩn. Tuy nhiên, nhà cổ sinh vật học không có toàn bộ bộ phim. Nhà cổ sinh vật học có một bộ phim với một số phần gần như hoàn chỉnh (mọi khung hình khác) và những phần khác bị thiếu các phần lớn (toàn bộ cuộn dây). Nhà cổ sinh vật học phải ghép những phần này lại với nhau để tìm ra phần phim còn thiếu.
Các nhà cổ sinh vật học đã đưa ra một thước đo về lượng hóa thạch hiện có. Thuật ngữ được sử dụng là "sự hoàn chỉnh về địa tầng." Các nhà khoa học phải biết hồ sơ đầy đủ như thế nào để tìm ra sự tuyệt chủng của loài khủng long diễn ra trong bao lâu. Để sử dụng ví dụ về bộ phim, nó giống như cố gắng tìm bao nhiêu thời gian đã trôi qua kể từ khi một sự kiện (như một vụ giết người) xảy ra. Nếu tất cả các khung đều có mặt, chúng ta biết lượng thời gian. Nếu mọi khung hình khác đều có mặt, chúng ta chỉ có thể nói rằng sự kiện đã xảy ra trong khoảng cách.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu sự hoàn chỉnh về địa tầng trong các thành tạo đá chứa các hóa thạch khủng long cuối cùng và ở ranh giới giữa kỷ Phấn trắng và kỷ Đệ tam (giai đoạn tiếp theo kỷ nguyên Mesozoi). Trong các đơn vị đá hoàn chỉnh, điều tốt nhất chúng ta có thể nói là sự tuyệt chủng của loài khủng long diễn ra chưa đầy 100.000 năm. Trong các đơn vị đá mà các phần ít hoàn thiện hơn, thì khung thời gian dài hơn, thậm chí có thể lên tới một triệu năm.
Trong đá biển (đá hình thành trong biển hoặc đại dương), ghi chép thường đầy đủ hơn. Đây là bằng chứng sớm nhất và một số bằng chứng mạnh mẽ nhất về nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng của người ngoài trái đất (thứ gì đó từ bên ngoài bầu khí quyển của trái đất) cho sự tuyệt chủng của loài khủng long. Bởi vì ghi chép đầy đủ hơn trong đá biển, các đơn vị thời gian được nghiên cứu nhỏ hơn và chính xác hơn nhiều. Sự hoàn chỉnh về địa tầng trong đá lắng đọng ở lòng chảo San Juan (một đơn vị đá ở phía tây Bắc Mỹ bao gồm giai đoạn cuối cùng của lịch sử khủng long) là 100.000 năm. Ngược lại, đá biển lắng đọng trong cùng thời gian này ở Tây Ban Nha cho phép nghiên cứu một khoảng thời gian ngắn tới 10.000 năm. Tuy nhiên, những tảng đá này không chứa hóa thạch khủng long.
Một vấn đề thứ hai với hồ sơ hóa thạch là đôi khi hóa thạch có thể được thu thập không đúng chỗ. Gần đây các nhà khoa học báo cáo rằng một số loài khủng long có thể đã sống sót sau cuối kỷ Phấn trắng và sống vào đầu kỷ Đệ tam. Các công nhân đã thu thập các mẫu vật này trong các tảng đá phía trên ranh giới kỷ Phấn trắng-Đệ tam, với các mẫu vật của các loài động vật có vú thời kỳ đầu Đệ tam.
Nhiều nhà cổ sinh vật học cảm thấy rằng những mẫu vật này đã là hóa thạch trong Sơ kỳ Đệ Tam. Họ tin rằng những hóa thạch này bị xói mòn ra khỏi đá, và thiên nhiên đã cải tạo chúng cùng với những gì còn sót lại của các loài động vật có vú cấp III. Các nhà khoa học gọi quá trình này là "làm lại" hoặc lắng đọng thứ cấp. Có vẻ như những con vật này sống cùng thời, mặc dù chúng sống cách nhau hàng triệu năm. Các nhà cổ sinh vật học phải nghiên cứu kỹ lưỡng từng mẫu vật.
Thuyết tuyệt chủng
Có hai nhóm giả thuyết về sự tuyệt chủng: sự tuyệt chủng thảm khốc và sự tuyệt chủng dần dần. Sự tuyệt chủng thảm khốc có thể là do một sự kiện bên ngoài đột ngột, chẳng hạn như vụ va chạm của trái đất với một tiểu hành tinh, hoặc sự phun trào của một loạt núi lửa khổng lồ . Sự tuyệt chủng dần dần sẽ là kết quả của những thay đổi về khối lượng đất trên trái đất và sự thay đổi khí hậu. Đó cũng có thể là do những động vật mới và tốt hơn đã chiến thắng trong cuộc đấu tranh giành sự tồn tại.
Cho đến những lý thuyết gần đây về va chạm ngoài trái đất, một số ý kiến về sự biến mất của khủng long xoay quanh động vật có vú đã đánh bại chúng trong cuộc đấu tranh sinh tồn. Một giả thuyết cho rằng động vật có vú đã giết khủng long vì chúng ăn trứng khủng long. Các nhà khoa học khác cho rằng khủng long đã gây ra sự tuyệt chủng của chính chúng. Theo lý thuyết này, quá nhiều khủng long ăn thịt đã tiến hóa, ăn thịt tất cả các loài ăn thực vật, khiến tất cả các loài khủng long đều chết. Những ý tưởng này có cùng một cạm bẫy được mô tả trước đó. Họ giải thích sự tuyệt chủng của khủng long nhưng lại bỏ qua sự tuyệt chủng của các nhóm khác.
Các lý thuyết về biến đổi khí hậu
Leigh Van Valen và Bob Sloan đưa ra một lý thuyết phức tạp hơn. Trong kỷ Phấn trắng muộn, các lục địa đang di chuyển và các chuỗi núi mới lớn bắt đầu hình thành. Nhiều vùng biển đại Trung sinh cạn kiệt. Van Valen và Sloan cho rằng điều này đã khiến khí hậu thế giới thay đổi. Bằng chứng từ các thực vật hóa thạch tại địa điểm nghiên cứu Montana của họ cho thấy nó lạnh hơn khoảng 10 độ C. trong kỷ Phấn trắng muộn. Một sự suy giảm nhiệt độ lớn sẽ ảnh hưởng đến trái đất. Ở vùng núi, trời sẽ trở nên lạnh hơn, và những cây mới sẽ thay thế những cây có thời tiết ấm áp.
Van Valen và Sloan đã tranh luận rằng khủng long gặp bất lợi trong các khu rừng mới của cây lá kim . Vì vậy, họ rời khỏi vùng núi và chuyển đến vùng nhiệt đới, đến nơi có khí hậu tốt hơn. Lý thuyết này cho rằng những con khủng long sống sót lâu hơn ở vùng nhiệt đới hơn là ở vùng núi. Bởi vì thực vật ở vùng nhiệt đới tồn tại được, một cái gì đó khác hẳn đã gây ra sự tuyệt chủng của khủng long ở những vùng này.
Một gợi ý là các động vật có vú có nhau thai (động vật có vú sinh con và có nhau thai) trở nên phong phú ở vùng núi, bởi vì chúng không còn cạnh tranh với khủng long. Sau đó, các loài động vật có vú đã thoát khỏi những vùng này và đi vào vùng nhiệt đới, nơi chúng đã khiến khủng long tuyệt chủng. Có vấn đề với lý thuyết này. Một số nghiên cứu về foraminifera (vỏ của động vật nguyên sinh đã nói trước đó) cho thấy rằng có một xu hướng ấm lên ngắn hạn trong kỷ Phấn trắng muộn. Nhưng họ đã đúng về xu hướng làm mát lâu dài. Không có bằng chứng nào cho thấy khủng long tồn tại lâu hơn ở khu vực này so với khu vực khác. Mặc dù sự cạnh tranh giữa các loài động vật có thể giải thích sự tuyệt chủng của nhiều sinh vật vào cuối kỷ Phấn trắng, các nhóm khác, đặc biệt là foraminifera, dường như đã biến mất mà không có đối thủ cạnh tranh.
Một lý thuyết biến đổi khí hậu khác là do nghiên cứu gần đây. Một số loài bò sát sống, rùa và cá sấu, đẻ trứng. Gần đây người ta thấy rằng giới tính của con cái của chúng được quyết định bởi nhiệt độ của tổ. Vì vậy, nếu điều này cũng đúng với khủng long, nhiệt độ lạnh trong kỷ Phấn trắng muộn có thể khiến tất cả các con non có cùng giới tính, vì vậy loài này sẽ không thể tiếp tục.
Lý thuyết tác động ngoài trái đất
Một giả thuyết thú vị là một thiên thể ngoài trái đất đã va vào trái đất, gây ra sự tuyệt chủng muộn vào kỷ Phấn trắng. Walter và Luis Alvarez và các đồng nghiệp của họ đã tìm thấy bằng chứng cho vụ va chạm này trong quá trình nghiên cứu một số loại đất sét kỷ Phấn trắng từ miền bắc nước Ý. Trước sự ngạc nhiên của họ, họ phát hiện ra rằng đất sét rất giàu nguyên tố iridi. Iridium rất hiếm trên trái đất nhưng lại phổ biến hơn trong các thiên thể ngoài trái đất như thiên thạch và sao chổi . Sau những nghiên cứu sâu hơn, Alvarezes chỉ tìm thấy iridi trong một lớp hẹp. Trước sự ngạc nhiên của họ, lớp iridi này gần như khớp chính xác với ranh giới kỷ Phấn trắng-kỷ Đệ tam. Điều này khiến họ cho rằng một cơ thể lớn ngoài trái đất đã va vào trái đất, nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng của loài khủng long trong kỷ Phấn trắng.
Kể từ khi phát hiện này, các nhà khoa học đã tìm thấy "mặt phẳng dữ liệu iridium" (lớp iridium) ở ranh giới kỷ Phấn trắng-Đệ tam tại hơn 50 địa điểm trên toàn thế giới. Có bằng chứng khác cho thấy một vật thể lớn từ ngoài không gian đã va vào trái đất. Ví dụ, khi một tiểu hành tinh va vào trái đất , nhiệt độ và áp suất mạnh sẽ phát triển. Sức nóng và áp suất gây ra những thay đổi trong đá nơi sao chổi va vào. Một trong những thay đổi này là các hạt thạch anh bị nứt vỡ do va chạm. Các mảnh thạch anh (một khoáng chất phổ biến trong vỏ trái đất) sẽ vỡ ra theo cách bất thường chỉ khi có nhiệt độ và áp suất mạnh. Nơi duy nhất tìm thấy thạch anh bị nứt vỡ do chấn động là ở nơi không xảy ra các vụ nổ nguyên tử (nơi có bom hạt nhânbị nổ). Các phần tử thông thường cũng hoạt động khác nhau khi chịu áp lực mạnh. Ví dụ, nitơ, một loại khí thường vô hại, có thể ngưng tụ và mưa trở lại dưới dạng axit nitric, một trận mưa axit chết người.
Tác động của một tiểu hành tinh sẽ là một sự kiện lớn trong lịch sử trái đất. Lớp iridi trên khắp thế giới cho thấy sao chổi hoặc thiên thạch phải rộng hơn sáu dặm. Khi nó rơi xuống trái đất, nó sẽ di chuyển 12 dặm / giây, tạo ra một miệng núi lửa rộng khoảng 100 dặm.
Vì tốc độ của nó, tiểu hành tinh có thể đã xé toạc một lỗ hổng khổng lồ trong bầu khí quyển của trái đất. Các phần của vỏ trái đất sẽ bị thổi bay vào tầng khí quyển trên khi tiểu hành tinh va vào. Sau đó, điều này sẽ rơi xuống dưới dạng các hạt thủy tinh nhỏ, tro, thạch anh bị vỡ do va chạm và các bộ phận của tiểu hành tinh.
Một lượng lớn bụi sẽ bao phủ trái đất. Lượng bụi do vụ nổ Tambora, một ngọn núi lửa ở Indonesia, vào năm 1815 đã gây ra những biến đổi khí hậu trên toàn thế giới trong vài năm. Bụi và các mảnh vụn đã bao phủ trái đất sau một vụ va chạm của thiên thạch với kích thước mà Alvarezes đề xuất sẽ lớn hơn bất kỳ ngọn núi lửa nào.
Đám mây bụi sẽ mất vài tuần hoặc vài tháng để lắng xuống. Đầu tiên, nhiệt độ trên trái đất sẽ giảm xuống dưới mức đóng băng vì các đám mây bụi đã ngăn tia nắng mặt trời chiếu tới trái đất. Điều này sẽ gây hại cho cây xanh và sinh vật phù du đại dương. Sinh vật phù du và thực vật xanh tạo thành đáy của chuỗi thức ăn trên thế giới. Chúng cũng thay đổi carbon dioxide thành oxy.
Các động vật thuộc kỷ Phấn trắng muộn có thể bị chết ngạt vì thiếu oxy hoặc chết đói. Điều này sẽ bắt đầu với những người ăn thực vật và chuyển sang những người ăn thịt. Sau đó, đám mây bụi sẽ gây ra hiện tượng ấm lên toàn cầu vì sức nóng của trái đất sẽ bị giữ lại. Nó không thể thoát ra ngoài qua lớp bụi dày ở tầng trên của bầu khí quyển.
Kể từ nghiên cứu đầu tiên của Alvarez, nhiều bằng chứng liên quan đến lớp iridium đều ủng hộ luận điểm rằng một tác động ngoài Trái đất có liên quan đến sự kết thúc của kỷ Phấn trắng. Bằng chứng bao gồm việc phát hiện ra cấu trúc va chạm ngoài khơi bán đảo Yucatan và phát hiện ra các hạt thạch anh bị đứt gãy do chấn động. Một ưu thế của bào tử dương xỉ cũng được phát hiện; Dương xỉ thường là những cây đầu tiên tái tạo lại một khu vực đã bị tàn phá bởi một thảm họa thiên nhiên .
Đám mây bụi do Alvarezes đề xuất sẽ giết chết tất cả đời sống động thực vật, không chỉ khủng long. Và các nhà cổ sinh vật học cho rằng sự tuyệt chủng trong thế giới biển đã kéo dài hàng nghìn năm. Điều này có thể có nghĩa là sự tuyệt chủng ở biển và đất liền không xảy ra cùng một lúc. Điều này khiến một số nhà khoa học đưa ra khả năng có nhiều thiên thạch hoặc sao chổi nhỏ hơn va vào trái đất trong một khoảng thời gian dài hơn.
