Thử nghiệm địa hóa mới hé lộ nguyên nhân của sự kiện tuyệt chủng xóa sổ hầu hết sự sống trên Trái đất cách đây 540 triệu năm.
Sự kiện tuyệt chủng hàng loạt nghiêm trọng nhất trong 540 triệu năm qua đã xóa sổ hơn 90% các loài sinh vật biển trên Trái đất và 75% các loài trên cạn.
Các nhà khoa học trước đó đã đưa ra giả thuyết rằng sự tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Permi, diễn ra cách đây 251 triệu năm, được kích hoạt bởi những vụ phun trào núi lửa liên tục ở một khu vực mà ngày nay là Siberia. Tuy nhiên, họ không thể giải thích cơ chế mà các vụ phun trào dẫn đến sự tuyệt chủng của rất nhiều loài khác nhau, cả trên đại dương và trên đất liền.
Phó giáo sư Laura Wasylenki, Đại học Northern Arizona (NAU), cùng các nhà khoa học Trung Quốc, Canada và Thụy Sĩ là đồng tác giả của bài báo mới trên tạp chí Nature Communications. Bài báo trình bày kết quả phân tích đồng vị niken được thực hiện trong phòng thí nghiệm của bà Wasylenki trên đá trầm tích giai đoạn kỷ Permi muộn thu thập ở Bắc Cực Canada.
Các mẫu này có tỉ lệ đồng vị niken nhẹ nhất từng được đo trong đá trầm tích. Lời giải thích hợp lý duy nhất là niken có nguồn gốc từ địa hình núi lửa, rất có thể được các hạt aerosol mang đến và lắng đọng trong đại dương, làm thay đổi đáng kể tính chất hóa học của nước biển và phá vỡ nghiêm trọng hệ sinh thái biển.
Bà Wasylenki cho biết: “Các kết quả nghiên cứu cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng các hạt giàu niken đã được aerosol hóa và phân tán rộng khắp, cả qua khí quyển và vào đại dương. Niken là một kim loại vi lượng cần thiết cho nhiều sinh vật, nhưng quá nhiều niken sẽ dẫn đến sự gia tăng bất thường vi sinh vật tạo ra khí mê-tan. Khí metan tăng lên sẽ có hại rất lớn đối với tất cả sự sống phụ thuộc vào ôxy”.
Bà Wasylenki nói: “Dữ liệu của chúng tôi cung cấp mối liên hệ trực tiếp giữa sự phân tán toàn cầu của các sol khí giàu niken, sự thay đổi hóa học đại dương và sự kiện tuyệt chủng hàng loạt. Dữ liệu cũng chứng minh rằng sự suy thoái môi trường có thể bắt đầu trước sự kiện tuyệt chủng – có lẽ bắt đầu sớm nhất là 300.000 năm trước đó. Trước nghiên cứu này, mối liên hệ giữa núi lửa, tình trạng thiếu ôxy ở biển và sự kiện tuyệt chủng hàng loạt là khá mơ hồ, nhưng bây giờ chúng ta đã có bằng chứng về một cơ chế tiêu diệt cụ thể. Phát hiện này chứng tỏ sức mạnh của các phân tích đồng vị niken, tương đối mới, để giải quyết các vấn đề lâu đời trong khoa học địa chất”.
Trước khi làm việc tại Đại học NAU vào năm 2018, bà Wasylenki từng là một nhà hóa học dầu lửa và sau đó là chuyên gia về phát triển tinh thể canxit và khoáng hóa sinh học. Giờ đây, bà tập trung vào việc sử dụng địa hóa đồng vị ổn định kim loại để giải quyết các câu hỏi về địa chất, môi trường và sinh học.
Nhiều dự án gần đây và hiện tại của bà đã nghiên cứu các hiệu ứng đồng vị kim loại, đặc biệt là trong quá trình hấp phụ kim loại đối với các hạt khoáng oxyhydroxit. Công việc này có ý nghĩa đối với các chu trình địa hóa cổ đại và hiện đại cũng như sự vận chuyển kim loại trong môi trường.
