Sốc: Trái đất từng biến thành màu trắng, mất hết oxy

Dữ liệu bất ngờ từ những phiến đá cổ đã tiết lộ lịch sử khắc nghiệt của Trái đất khi đang nỗ lực biến đổi thành hành tinh sống được.

Nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí khoa học Nature, dẫn đầu bởi Đại học California ở Riverside, cho thấy "sự kiện oxy hóa lớn" của Trái đất phức tạp hơn tưởng tượng rất nhiều. Hành tinh của chúng ta không chỉ không thuận buồm xuôi gió tiến tới một môi trường sống được, mà còn rơi vào trạng thái "ngủ đông" một thời gian.

Sốc: Trái đất từng biến thành màu trắng, mất hết oxy
Trái đất 2,3 tỉ năm trước là một quả cầu tuyết mất oxy

Theo Live Science, dấu hiệu của sự thay đổi về oxy có thể nhìn thấy trong đá trầm tích biển. Trong bầu không khí không có oxy, những loại đá này sẽ xuất hiện một số đồng vi lưu huỳnh. Khi oxy tăng đột biến, các đồng vị này biến mất. Theo tiến sĩ Andrey Bekker, tác giả chính của nghiên cứu, họ đã lần tìm theo các dữ liệu trong đá trầm tích biển ở Nam Phi để tìm ra dấu vết của 3 lần băng hà toàn cầu xảy ra từ 2,5 đến 2,2 tỉ năm trước. Bất ngờ, họ đã tìm thấy một lần băng hà thứ tư.

Sau sự kiện băng hà toàn cầu thứ 3, ban đầu khí quyển không có oxy. Oxy bắt đầu tăng trở lại vào 2,32 tỉ năm trước, thông qua hoạt động của vi khuẩn lam – sinh vật thống trị Trái đất thuở bấy giờ. Oxy dồi dào chúng sản sinh ra phản ứng với mêtan (CH₄) trong khí quyển, để lại carbon dioxide (CO₂).

CH₄ và CO₂ đều là 2 khí tạo nên hiện tượng ấm lên toàn cầu rất cần thiết cho Trái đất lạnh lẽo sơ khai, tuy nhiên khả năng làm ấm của CO₂ yếu hơn nhiều nên khi Trái đất mất CH₄ và thay bằng CO₂, nó bắt đầu lạnh đi. Các sông băng mở rộng, biến hành tinh thành "Trái đất" tuyết, trắng xóa toàn phần, kìm hãm cả vi khuẩn lam, khiến hành tinh mất đi hầu hết oxy và "chết" lần nữa.

Tuy nhiên núi lửa đã cứu vãn. Trái đất màu trắng sau đó bước vào thời kỳ hoạt động mạnh mẽ của núi lửa đủ cao, khiến lượng CO₂ trong không khí đủ cao để làm ấm hành tinh trở lại. Khi CO₂ phản ứng với nước mưa, nó tạo ra axit cacbonic, làm phong hóa đá khắp thế giới nhanh chóng, giải phóng vô số phốt pho và chất dinh dưỡng khác vào đại dương. Điều này khiến vi khuẩn lam trỗi dậy lần nữa, điên cuồng sản xuất oxy và suýt gây ra băng hà lần nữa do thừa oxy.

May mắn thay vào thời điểm này, khoảng 2,2 tỉ năm trước, hoạt động núi lửa vẫn đủ mạnh để bổ sung CO₂ đủ đảm nhận chức năng giữ ấm cho hành tinh thay cho CH₄ mất đi. Sự biến mất của CH₄ cũng thích hợp với các sinh vật hiện đại hơn sau này, bao gồm chúng ta. Có thể nói vào mốc 2,2 tỉ năm trước, mọi thứ đã được cân bằng và giúp Trái đất duy trì được bầu khí quyển giàu oxy vĩnh viễn.