Phun trào núi lửa mở đường cho khủng long trở thành loài thống trị thế giới động vật cổ đại

Trong thời kỳ được đặt tên là Giai đoạn Carnian đa nguyên (CPE), tình trạng biến đổi khí hậu nghiêm trọng đã xảy ra, trong đó ​​nhiệt độ và độ ẩm tăng lên trên toàn Trái đất. Trước khi có CPE, khí hậu của siêu lục địa Pangea được cho là khô cằn, nhưng vào thời kỳ này, nó trở nên ẩm ướt và chín muồi cho sự sống sinh sôi.

Một nhóm nhà nghiên cứu, bao gồm các chuyên gia tại Đại học Birmingham, đã phân tích những lớp trầm tích và dữ liệu thực vật hóa thạch từ một hồ nước ở lưu vực Jiyuan, phía Bắc Trung Quốc. Họ nhận thấy rằng, có mối tương quan giữa "xung động từ hoạt động núi lửa với những thay đổi đáng kể của môi trường", bao gồm cả khí hậu "gió mùa lớn" trong thời kỳ CPE.

Phát hiện của họ được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, trong đó trình bày chi tiết về 4 đợt hoạt động núi lửa khác nhau, bao gồm các vụ phun trào khổng lồ từ tỉnh đá lửa lớn Wrangellia (địa hình kéo dài từ phần trung tâm phía Nam Alaska qua Tây Nam Yukon và dọc theo bờ biển British Columbia ở Canada).

Còn được gọi là Wrangellia Terrane theo tên của dãy núi Wrangell ở Alaska, mảnh vỡ của lớp vỏ kiến ​​tạo này được cho là nguồn gốc của vụ phun trào núi lửa khổng lồ đã làm thay đổi khí hậu Trái đất khoảng 230 triệu năm trước. Nguyên nhân chính của tình trạng thay đổi khí hậu này là do vụ phun trào đã đưa một lượng lớn khí carbon dioxide (CO₂) vào bầu khí quyển và đại dương trong thời kỳ này.

Lượng CO₂ trong khí quyển tăng lên, dẫn đến hiện tượng ấm lên toàn cầu và do đó làm tăng tốc độ chu kỳ thủy văn, đồng nghĩa với việc sẽ có nhiều mưa hơn.

Giáo sư Jason Hilton, đồng tác giả của nghiên cứu và là một chuyên gia về cổ sinh vật và môi trường cổ sinh tại Đại học Birmingham, giải thích những phát hiện này.

"Trong khoảng thời gian hai triệu năm, đời sống động và thực vật trên thế giới đã trải qua những thay đổi lớn, bao gồm sự tuyệt chủng có chọn lọc ở vùng biển và sự đa dạng hóa của các nhóm động, thực vật trên đất liền. Những sự kiện này trùng với khoảng thời gian mưa lớn dữ dội được gọi là Giai đoạn Carnian Pluvial.

Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, theo một hồ sơ chi tiết từ một hồ nước ở Bắc Trung Quốc, thời kỳ này có thể được chia thành 4 sự kiện riêng biệt, mỗi sự kiện được thúc đẩy bởi các mạch rời rạc của quá trình núi lửa phun trào mạnh liên quan đến việc giải phóng lượng lớn carbon dioxide vào khí quyển. Những sự kiện này gây ra sự gia tăng nhiệt độ và độ ẩm toàn cầu".

Bằng chứng về những thay đổi khí hậu lớn cũng được tìm thấy ở Trung Âu, Đông Greenland, Marocco, Bắc Mỹ và Argentina. Các nhà khoa học nhận thấy rằng, lượng mưa gia tăng trong thời kỳ CPE dẫn đến các lưu vực thoát nước của Pangea tích tụ thành hồ và đầm lầy hơn là sông hoặc đại dương.

"Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, các vụ phun trào núi lửa lớn có thể mang theo nhiều mạch phun trào núi lửa rời rạc, chứng tỏ khả năng mạnh mẽ của chúng trong việc thay đổi chu trình carbon toàn cầu, gây ra sự gián đoạn khí hậu, thủy văn và thúc đẩy các quá trình tiến hóa", Tiến sĩ Sarah Greene, đồng tác giả, cho biết thêm.

Tiến sĩ Emma Dunne, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Birmingham, người không tham gia vào nghiên cứu, nhận định: "Khoảng thời gian tương đối dài của hoạt động núi lửa và thay đổi môi trường đã dẫn đến những tác động đáng kể đối với động vật trên cạn. Vào thời điểm này, các loài khủng long mới bắt đầu đa dạng hóa và nếu không có sự kiện này, chúng sẽ không bao giờ đạt được vị thế thống trị mà chúng ta thấy trong 150 triệu năm sau".

Giáo sư Hilton nói thêm: "Ngoài khủng long, thời kỳ này cũng rất quan trọng đối với sự gia tăng các nhóm thực vật hạt trần ngày nay và có tác động lớn đến sự tiến hóa của hệ sinh thái trên cạn và đời sống động, thực vật, bao gồm dương xỉ, cá sấu, rùa, côn trùng và động vật có vú đầu tiên".

Giai đoạn Carnian đa nguyên (CPE), thường được gọi là sự kiện Carnian plugvial, là một giai đoạn thay đổi lớn về khí hậu toàn cầu và sự luân chuyển sinh vật xảy ra trong giai đoạn kỷ Trias muộn, diễn ra trong khoảng vài triệu năm (từ 234 - 232 triệu năm trước).