Những 'mùa đông núi lửa' lặp lại có thể đã làm cho khủng long đói, run rẩy và trở nên dễ bị tổn thương trước 'đòn chí mạng' do thiên thạch gây ra cuối cùng. Ít nhất, một đội ngũ nghiên cứu quốc tế từ Ý, Na Uy, Canada và Hoa Kỳ đã đưa ra kết luận đó trong một nghiên cứu mới.
Họ đã phân tích khí lưu huỳnh và flo trong đá lửa cổ từ núi lửa siêu lớn Deccan Traps nổi tiếng. Nghiên cứu mới của họ xác định rằng lưu huỳnh và flo – được tạo ra bởi Deccan Traps hơn 200.000 năm trước sự kiện ở mức độ tuyệt chủng – sẽ làm giảm nhiệt độ toàn cầu tới tới 10 độ C.
Những phát hiện này làm rõ thêm cuộc tranh luận gay gắt giữa các nhà cổ sinh vật học và các nhà khoa học khác về nguyên nhân thực sự khiến loài khủng long bị tuyệt chủng.
Don Baker, đồng tác giả nghiên cứu và nhà địa chất học cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng điều kiện khí hậu gần như chắc chắn không ổn định, với những mùa đông núi lửa lặp đi lặp lại có thể kéo dài hàng thập kỷ, trước khi loài khủng long tuyệt chủng”.
“Công việc của chúng tôi giúp giải thích sự kiện tuyệt chủng đáng kể này dẫn đến sự phát triển của động vật có vú và sự tiến hóa của các loài”, ông nói.
Nhóm đã phân tích các hợp chất lưu huỳnh và flo bị giữ lại trong các mẫu lấy từ 'đống dung nham' Deccan Traps ở dãy núi Western Ghats của Ấn Độ, gần Bombay. Nồng độ nhỏ của các hợp chất, được tính bằng phần triệu, được xác định thông qua phổ huỳnh quang tia X.
Ông Baker đã lấy ví dụ nấu mì ống để giải thích quá trình tính toán thể tích lưu huỳnh và flo trong khí quyển từ những tỷ lệ phần trăm nhỏ được giữ trong những tảng đá nham thạch này. "Hãy tưởng tượng làm mì ống ở nhà. Bạn đun sôi nước, thêm muối và sau đó cho mì ống vào. Một phần muối trong nước đi vào mì ống, nhưng không nhiều".
Nhóm nhà nghiên cứu cũng ước tính lượng hợp chất khí lưu huỳnh và flo đã tràn vào bầu khí quyển Trái đất trong kỷ Phấn trắng. Theo ước tính của các nghiên cứu về cổ khí hậu trước đây, nhiệt độ giảm đều đặn vào cuối kỷ Phấn trắng đã dẫn đến nồng lưu huỳnh trong một số lớp dung nham cổ xưa từ Deccan Traps cao hơn: các lớp được gọi là Thakurvadi thông qua các thành tạo đá Bushe.
Hàm lượng lưu huỳnh được phát hiện cao tới 1.800 phần triệu trong các lớp này. Theo tính toán của các nhà nghiên cứu, điều đó sẽ chỉ ra rằng một lượng khí lưu huỳnh có kích thước từ 86.000 đến 466.000 km khối đã phun trào vào bầu khí quyển thời tiền sử.
Khi nói đến khí flo, Baker và các đồng nghiệp của ông không tin rằng nó góp phần gây ra biến đổi khí hậu lớn, nhưng nồng độ của nó có những tác động độc hại khác, cục bộ hơn. “Có bằng chứng lịch sử về tác động cục bộ của quá trình khử khí flo , dễ dàng lắng đọng từ sương mù núi lửa”, họ viết trong bài đăng trên Science Advances.
Những tác động cục bộ bao gồm "mưa axit, mất mùa và ngộ độc vật nuôi" sau vụ phun trào núi lửa Laki của Iceland vào năm 1783 và 1784.
Về bản chất, các nhà nghiên cứu suy đoán rằng đợt flo của núi lửa Laki có thể là một ví dụ điển hình về hoạt động siêu núi lửa của Deccan Traps có thể gây hại thêm cho loài khủng long hơn 66 triệu năm trước.
Nhóm nghiên cứu đưa ra trong nghiên cứu mới của họ rằng “Hoạt động núi lửa của Deccan Traps đã tạo tiền đề cho một cuộc khủng hoảng sinh học toàn cầu”, “liên tục làm xấu đi các điều kiện môi trường bằng cách buộc các mùa đông núi lửa ngắn tái diễn”.
Nhưng, theo quan điểm của họ, “đòn cuối cùng” gần như chắc chắn là vụ va chạm Chicxulub nổi tiếng. Đó là khi một tiểu hành tinh giàu carbon đâm vào Bán đảo Yucatán của Mexico khoảng 66 triệu năm trước. Vụ va chạm, để lại một miệng núi lửa rộng 6 dặm có thể nhìn thấy cho đến ngày nay. Nó đã tàn phá hành tinh, tạo ra một đám mây bụi, tro và hơi nước nóng và phát tán 25 nghìn tỷ tấn vật chất vào khí quyển, một số thậm chí còn thoát khỏi quỹ đạo Trái đất. .
Các nhà khoa học cho biết, phần còn lại của vật liệu đó bị nóng lên đã gây ra cháy rừng trên 70% diện tích hành tinh và để lại những đám mây bụi khổng lồ đẩy nhanh một Kỷ băng hà mới.
Nhưng vào thời điểm đó, loài khủng long đã phải vật lộn với thời tiết xấu. “Tập dữ liệu của chúng tôi chỉ ra rằng sự xáo trộn khí hậu do núi lửa gây ra đã diễn ra”, nhóm của Baker nhận định.
Làm thế nào mà khủng long tuyệt chủng 66 triệu năm trước?
Khủng long thống trị Trái đất khoảng 66 triệu năm trước, nhưng đột nhiên biến mất trong thời kỳ tuyệt chủng kỷ Phấn trắng-Đệ tam.
Trong nhiều năm, người ta tin rằng khí hậu thay đổi đã phá hủy chuỗi thức ăn của loài bò sát khổng lồ. Tuy nhiên, vào những năm 1980, các nhà cổ sinh vật học đã phát hiện ra một lớp iridium - một nguyên tố hiếm gặp trên Trái đất nhưng lại được tìm thấy với số lượng rất lớn trong không gian.
Khi điều này được xác định, nó trùng hợp chính xác với thời điểm khủng long biến mất khỏi hồ sơ hóa thạch.
Một thập kỷ sau, các nhà khoa học đã phát hiện ra miệng núi lửa Chicxulub khổng lồ ở đầu bán đảo Yucatán của Mexico, có niên đại vào khoảng thời gian được đề cập.
Sự đồng thuận khoa học hiện nay cho rằng hai yếu tố này có mối liên hệ với nhau và cả hai đều có thể do một tiểu hành tinh khổng lồ đâm vào Trái đất gây ra.
Với quy mô và tốc độ va chạm dự kiến, vụ va chạm sẽ gây ra một làn sóng xung kích cực lớn và có khả năng gây ra hoạt động địa chấn.
Bụi phóng xạ sẽ tạo ra những đám tro được cho là đã bao phủ toàn bộ hành tinh, khiến khủng long không thể sống sót.
Các loài động vật và thực vật khác có khoảng thời gian ngắn hơn giữa các thế hệ, điều này cho phép chúng tồn tại.
Có một số giả thuyết khác về nguyên nhân gây ra sự diệt vong của loài khủng long. Một giả thuyết ban đầu cho rằng động vật có vú nhỏ đã ăn trứng khủng long và một giả thuyết khác cho rằng thực vật hạt kín (thực vật có hoa) độc hại đã giết chết chúng.
