Giả thuyết mới về 'thủ phạm' dẫn tới 2 vụ tuyệt chủng lớn nhất

Vụ nổ siêu tân tinh của ngôi sao SN 2014J trong thiên hà M82. Ảnh: NASA Goddard

Trong giai đoạn cuối của vòng đời, một ngôi sao khổng lồ sẽ trải qua quá trình tàn lụi, kết thúc bằng một vụ nổ nhiệt hạch cực mạnh, hay còn gọi là siêu tân tinh. Sự kiện này thường phá hủy hoàn toàn vật thể, giải phóng ra vật chất và bức xạ vào không gian, theo CNN.

Một nhóm nghiên cứu đã liên hệ các vụ nổ với ít nhất một, thậm chí là 2, sự kiện tuyệt chủng hàng loạt trên Trái Đất sau khi tính toán tần suất siêu tân tinh của những ngôi sao gần Mặt Trời nhất, khoảng 65 năm ánh sáng, trong một tỷ năm qua.

Công trình này nằm trong khảo sát quy mô lớn về các ngôi sao hiếm và khổng lồ thuộc loại O và B có tuổi thọ tương đối ngắn trong dải ngân hà, sử dụng dữ liệu từ kính viễn vọng không gian Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA).

Theo tính toán, trung bình khoảng 2,5 vụ siêu tân tinh tác động đến Trái Đất theo cách nào đó trong mỗi một tỷ năm. Điều này đồng nghĩa 500 triệu năm qua - giai đoạn sự sống trên hành tinh phát triển mạnh - chứng kiến 1-2 vụ siêu tân tinh có khả năng ảnh hưởng đến Trái Đất. Trong 500 triệu năm qua, hành tinh của chúng ta trải qua 5 sự kiện thảm khốc, khiến phần lớn sinh vật trên cạn và dưới nước biến mất trong khoảng thời gian địa chất tương đối ngắn.

"Tỷ lệ này thấp hơn so với các ước tính trước đây", Nick Wright - đồng tác giả của nghiên cứu công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - nói. "Khả năng các vụ siêu tân tinh góp phần gây ra các sự kiện tuyệt chủng giờ đây hợp lý hơn nhiều".

Phát hiện này cho thấy những ngôi sao khổng lồ có thể vừa tạo ra vừa hủy diệt sự sống, tác giả chính Alexis Quintana nhận định.

"Những vụ nổ siêu tân tinh giải phóng các nguyên tố nặng, và chính những nguyên tố này sau đó giúp hình thành các ngôi sao và hành tinh mới", bà Quintana giải thích. "Tuy nhiên, nếu một hành tinh, gồm cả Trái Đất, nằm quá gần những sự kiện như vậy, hậu quả sẽ rất tàn khốc".

Những bí ẩn chưa lời giải

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học không đưa ra dữ liệu chứng minh một siêu tân tinh gây ra tuyệt chủng hàng loạt. Thay vào đó, họ dựa vào giả thuyết một vụ nổ có thể là yếu tố góp phần vào sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Devon cách đây 372 triệu năm và sự kiện cuối kỷ Ordovic cách đây 445 triệu năm. Một siêu tân tinh có thể đã phá hủy tầng ozone bảo vệ Trái Đất khỏi bức xạ nguy hiểm, kéo theo chuỗi sự kiện dẫn đến thảm họa tuyệt chủng.

Siêu tân tinh còn sót lại của Tinh vân Con cua. Ảnh: NASA.

Vào kỷ Devon, sự sống lần đầu tiên phát triển mạnh mẽ trên đất liền, nhưng các loài thực vật và động vật sơ khai vừa rời môi trường nước lên cạn đã bị xóa sổ, cùng với các loài cá bọc giáp và nhiều sinh vật biển khác. Trong khi đó, vào cuối kỷ Ordovic, biến động thảm khốc khiến khoảng 85% số loài trên Trái đất biến mất khi sự sống chủ yếu giới hạn trong đại dương.

“Mối liên hệ giữa các siêu tân tinh với những vụ tuyệt chủng này, đặc biệt cuối kỷ Ordovic, xuất phát từ giả thuyết một vụ nổ gần Trái đất gây ra băng hà, hiện tượng đã được chứng minh xảy ra vào thời điểm đó. Tuy nhiên, đây vẫn là giả thuyết mở", Mike Benton - giáo sư cổ sinh vật học tại Đại học Bristol (Anh) - cho biết.

Bằng chứng có thể đến từ đâu?

Giáo sư Paul Wignall tại Đại học Leeds (Anh) khen ngợi nghiên cứu mới thú vị và cho biết ý tưởng về tuyệt chủng do siêu tân tinh không phải mới. Tuy nhiên, cần tìm được bằng chứng cụ thể cho thấy các vụ tuyệt chủng trùng khớp với các vụ siêu tân tinh.

“Bằng chứng có thể đến từ các nguyên tố hiếm trong vụ nổ siêu tân tinh, trong lớp trầm tích của Trái đất”, ông Wignall giải thích.

Dữ liệu khoa học xác nhận một số sự kiện thiên văn từng gây ra ít nhất một vụ tuyệt chủng hàng loạt. Cách đây 66 triệu năm, một tiểu hành tinh khổng lồ, có kích thước tương đương một thành phố, đã lao vào Trái Đất ngoài khơi vùng đất ngày nay là Mexico. Sự kiện thảm khốc này khiến loài khủng long và vô số sinh vật khác tuyệt chủng.

Các nhà khoa học lần đầu xác định nguyên nhân của sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Phấn trắng nhờ phát hiện “dị thường iridi” - lớp đá trầm tích dày khoảng 1 cm chứa nồng độ cao iridi, nguyên tố hiếm trên bề mặt Trái Đất nhưng phổ biến trong thiên thạch. Phát hiện này được công bố vào tháng 6/1980.

Ban đầu, giả thuyết này vấp phải hoài nghi. Nhưng theo thời gian, lớp trầm tích giàu iridi có mặt ở nhiều địa điểm khắp thế giới. Một thập niên sau, các nhà nghiên cứu xác định được miệng hố va chạm rộng 200 km ngoài khơi bán đảo Yucatán, Mexico.

“Sự giàu có bất thường của iridi trong trầm tích ranh giới kỷ Phấn trắng - kỷ Paleogen là bằng chứng thép khẳng định sự kiện tuyệt chủng của khủng long cho giả thuyết năm 1980. Để chứng minh giả thuyết về siêu tân tinh, chúng ta cũng cần dấu hiệu tương đương, có thể là sắt-60 hoặc plutoni?”, ông Wignall giải thích. Sắt-60 là một dạng đồng vị phóng xạ của sắt, hiếm có trên Trái đất nhưng có mặt trong các vụ siêu tân tinh.

Tuy nhiên, theo ông Wignall, các nghiên cứu gần đây cho thấy những sự kiện tuyệt chủng hàng loạt thường là kết quả của chuỗi sự kiện liên tiếp, chủ yếu do các đợt phun trào núi lửa quy mô lớn và ngày càng nghiêm trọng.

“Rất khó hình dung một vụ siêu tân tinh phù hợp với kịch bản đó. Mọi chuyện sẽ xảy ra ở giai đoạn đầu, khi mọi thứ chưa quá tệ, hay vào đỉnh điểm khi Trái Đất đã rơi vào khủng hoảng?” - ông đặt câu hỏi. Ông Wright cũng nhấn mạnh nhóm nghiên cứu muốn thu hút sự chú ý vào khoảng thời gian xảy ra các vụ siêu tân tinh trong lịch sử vũ trụ.

Trí Ân