THỜI GIAN ĐẦU KHI TRÁI ĐẤT HÌNH THÀNH – HÀNH TINH CỦA CHÚNG TA TRÔNG NHƯ THẾ NÀO?

THỜI KỲ TIỀN CAMBRI TRÁI ĐẤT TRÔNG THẾ NÀO???

Khoảng 4,7 tỷ năm trước Trái đất được hình thành, đây là kết quả của lực hấp dẫn của hàng triệu khối đá lớn nhỏ và bụi, khí trên một dải vật chất có quĩ đạo quanh Mặt trời. Là hành tinh thứ 3 trong Hệ Mặt trời, Trái Đất đang là hành tinh duy nhất được ghi nhận là có sự sống. Kể từ khi hình thành đến nay, có rất nhiều sự thay đổi trên hành tinh của chúng ta. Lịch sử địa chất của Trái Đất có thể phân tổng quát thành hai giai đoạn: thời kỳ Tiền Cambri và liên đại Hiển Sinh.

Nào giờ hãy cùng Góc Khám Phá tìm hiểu về trái đất trong thời kỳ đầu Tiền Cambri của Trái Đất.

Điều gì đã diễn ra trong suốt khoảng thời gian này???

Thời kỳ tiền Cambri chiếm gần 90% trong niên đại địa chất, kéo dài cách đây 4,6 tỉ năm đến đầu kỷ Cambri và bao gồm 3 liên đại là: Liên đại Hỏa Thành-Hadean Eon (4.6-3.8 tỷ năm trước), Liên đại Thái Cổ-Archean Eon (3.8-2.5 tỷ năm trước) và Liên đại Nguyên Sinh-Proterozoic Eon (2.5 tỷ-542 triệu năm trước).

Liên đại Hỏa Thành-Hadean Eon (4.6-3.8 tỷ năm trước)

Ở liên đại Hỏa Thành, ngày đêm rất ngắn, theo tính toán thì thời gian Trái Đất quay quanh trục chỉ khoảng 10 giờ. Điều kiện trên bề mặt trái đất ở thời điểm này cũng vô cùng khắc nghiệt và cực kỳ không ổn định trong thời kỳ đầu. Không có tầng ozon bao quanh Trái Đất nên không có gì ngăn cản tia cực tím nguy hiểm xâm nhập Trái Đất, cũng không có gì ngăn cản bớt sự lao bắn (impact) liên tục do các Sao Chổi gây nên. Bề mặt tích tụ bụi, khí và thường xuyên chịu sự va chạm của các hành tinh lớn hơn. Các tác động từ các thiên thể ngoài trái đất đã giải phóng một lượng nhiệt lớn tới mức phá hủy phần lớn đất đá trên Trái Đất. Nên ở thời điểm này, không có sự sống nào tồn tại thậm chí cũng không có loại đá nào tồn tại. Vật liệu duy nhất còn sót lại từ thời điểm này là các tinh thể zircon bền và có thể tồn tại trong các quá trình như hút chìm và phong hóa. Cho nên liên đại này vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được khám phá và cũng là liên đại bí ẩn nhất trong lịch sử trái đất.

Liên đại Thái Cổ-Archean Eon (3.8-2.5 tỷ năm trước)

Ở liên đại Thái Cổ mực nước biển dâng lên và lớp vỏ trái đất bắt đầu nguội đi khoảng 50 độ C đến 85 độ C. Đây là tiền đề để xảy ra một trong những sự kiện quan trọng nhất trong liên đại này - sự sống xuất hiện. Bằng chứng là các nhà khoa học tìm thấy hóa thạch đá stromatolite – hóa thạch lâu đời nhất khoảng 3.48 tỷ năm tuổi. Chúng là tàn dư đá của thảm vi sinh vật được hình thành bởi vi khuẩn lam sống trong bãi bùn. Sự phong phú của những hóa thạch này cho thấy rằng ở liên đại này sự sống đơn bào cổ xưa đã phát triển mạnh mẽ trên Trái Đất. Nhưng cũng chỉ có các đơn bào và điều đó sẽ tiếp tục như vậy trong ít nhất thêm một tỷ năm nữa.

Ngoài ra ở liên đại Thái cổ, Trái Đất cũng bắt đầu hình thành các lục địa lớn. Tàn tích của các lục địa cổ đại này là được gọi là nền cổ và được tìm thấy chủ yếu ở Canada, Châu Phi và Úc. Các nền cổ được hình thành thông qua sự bồi tụ của nhiều các tiểu lục địa nhỏ hơn khi chúng va chạm dọc theo các đới hút chìm cổ đại. Đây cũng chính là quá trình khiến Ấn Độ va chạm với châu Á để hình thành dãy Hy Mã Lạp Sơn, chỉ trên một phần lớn quy mô lớn hơn và cuối cùng sẽ khiến Bắc Mỹ va chạm với châu Á hàng trăm triệu năm trong tương lai.

Vào cuối liên đại Thái cổ, Trái Đất có chút giống như ngày nay. Có đại dương và các lục địa rộng lớn với sông, hồ nhưng theo những cách khác. Nhưng bầu khí quyển của trái đất lúc này thì không giống bây giờ đâu. Lượng khí oxy lúc này ít hơn 100 nghìn lần so với không khí chúng ta đang hít thở hiện này. Thay vào đó không khí chứa một lượng lớn carbon dioxide-CO₂ và metan-CH₄. Carbon dioxide-CO₂ được vi khuẩn lam sử dụng và thải ra oxy-O₂ giúp lượng oxy trong không khí trở lên dồi dào hơn, tạo tiền đề cho các sinh vật sống sau này. Và điều này cũng dẫn đến việc giảm nhiệt độ cho đến 2,9 tỷ năm trước.

Liên đại Nguyên Sinh-Proterozoic Eon (2.5 tỷ-542 triệu năm trước)

Vào thời gian đầu của Đại nguyên sinh, khí hậu trên Trái Đất khá ổn định. Bầu khí quyển chứa một lượng lớn khí nhà kính, trong đó chủ yếu là khí mêtan. Tuy nhiên về sau, với sự phát triển của vi khuẩn lam và các sinh vật quang hợp, chúng đã giải phóng một lượng lớn oxy trong khí quyển. Khiến các sinh vật kỵ khí chết dần và cũng dần tới làm giảm lượng khí mêtan trong khí quyển. Sau khi giảm lượng khí nhà kính trong khí quyển, lượng bức xạ mặt trời được giữ lại ít hơn, do đó nhiệt độ toàn cầu giảm xuống. Giai đoạn cuối liên đại Nguyên Sinh (716,5–635 triệu năm trước) trái đất trải qua ít nhất hai đợt đóng băng địa cầu, bề mặt đại dương có thể đã đóng băng toàn bộ. Hiện người ta vẫn đang nghiên cứu cơ chế và cường độ của hai đợt băng hà và nó khó lý giải hơn lần cầu tuyết đầu liên đại. Số đông các nhà cổ khí hậu học cho rằng những pha lạnh giá có liên hệ với sự hình thành của siêu lục địa Rodinia. Vì Rodinia nằm giữa xích đạo nên tốc độ phong hóa hóa học tăng và cacbon điôxit (CO2) mất đi. Thiếu CO2 đóng vai khí nhà kính quan trọng khiến khí hậu toàn cầu lạnh dần.

Ngoài ra bầu trời và đại dương cũng chuyển từ màu cam và màu xanh lá cây sang màu xanh biển chúng ta thấy ngày nay.

Ở cuối liên đại này các sinh vật nhân thực đơn bào (Unicellular eukaryotes) đã tiến hóa hơn. Cơ thể chúng chứa hạt nhân và các bào quan chuyên môn hóa cao khác như ti thể và lục lạp. Đặc biệt ở liên đại Nguyên Sinh đã xuất hiện sự sống đa bào đầu tiên và thậm chí cũng có động vật đã tiến hóa. Các nhà khoa học đã tìm thấy hóa thạch động vật là từ 570 triệu năm trước và được gọi là “Khu hệ Ediacara”. Một số động vật của khu hệ ediacara như là Charnia-một loài động vật giống như lá cây, Spriggina-trông giống giun và Kimberella-chúng giống động vật thân mềm. Mặc dù tính phân loại của hầu hết dạng sống không rõ ràng nhưng một số là tổ tiên của các nhóm sinh vật ngày nay. Tiến triển quan trọng là nguồn gốc của tế bào cơ và thần kinh. Không hóa thạch Ediacara nào có phần cơ thể cứng như xương. Các tế bào này xuất hiện lần đầu khi lịch sử bước sang kỷ Cambri thuộc liên đại Hiển Sinh.

Bài viết tới chúng ta sẽ tìm hiểu về liên đại Hiển Sinh này.