NGHIÊN CỨU MỚI CHỨNG MINH HỆ TẦNG NGHĨA HUYỆN KHÔNG PHẢI "POMPEII CỦA TRUNG QUỐC"

[Mê Khủng Long TV] Khoảng 120 triệu đến 130 triệu năm trước, trong Thời đại Khủng long, các khu rừng ôn đới và hồ nước đã tạo nên một hệ sinh thái sôi động ở nơi ngày nay là vùng Đông Bắc Trung Quốc. Các hóa thạch đa dạng từ thời kỳ đó hầu như nằm im dưới lòng đất cho đến những năm 1980, khi người dân bắt đầu tìm thấy những hóa thạch động vật được bảo quản đặc biệt tốt, thu hút các nhà sưu tập và bảo tàng mua lại với giá cao.

Đó là khởi đầu của một cơn sốt hóa thạch. Người dân địa phương và các nhà khoa học đã đào bới để tìm hóa thạch nhiều đến mức để lại những dấu vết có thể được nhìn thấy từ ngoài vũ trụ - đây có thể coi là cuộc khai quật cổ sinh vật học có quy mô lớn nhất từ trước đến giờ.

Đến những năm 1990, người ta bắt đầu nhận thức rõ rằng Hệ tầng Nghĩa Huyện chứa đựng những hóa thạch được bảo quản đặc biệt tốt của khủng long, chim, động vật có vú, côn trùng, ếch, rùa và các sinh vật khác. Không giống các hóa thạch xương cốt thường bị phân mảnh mà người ta từng khai quật ở những nơi khác, nhiều động vật ở đây được bảo quản hoàn chỉnh với các cơ quan nội tạng, lông vũ, vảy, lông và vật chất bên trong dạ dày. Điều này gợi ý rằng một quá trình bảo quản đột ngột và bất thường nào đó đã diễn ra. Trong số các phát hiện còn có hai bộ xương của một cá thể động vật có vú đang giao chiến với một con khủng long, với răng và móng vuốt của con thú kia vẫn còn cắm trong người con khủng long.

Những hóa thạch có chất lượng bảo quản tuyệt vời ở Hệ tầng Nghĩa Huyện không phải là kết quả của sự phun trào núi lửa.

Những con khủng long có lông không phải chim đầu tiên trên thế giới đã xuất hiện - một số được bảo quản nguyên vẹn đến mức các nhà khoa học có thể xác định màu sắc của lông. Những khám phá này đã cách mạng hóa ngành cổ sinh vật học, làm rõ sự tiến hóa của khủng long có lông vũ và chứng minh một cách chắc chắn rằng các loài chim hiện đại là hậu duệ của chúng.

Làm thế nào mà những hóa thạch này lại hoàn hảo đến vậy? Giả thuyết hàng đầu cho đến nay là chúng bị chôn vùi đột ngột bởi hoạt động núi lửa, có lẽ giống như những đợt bụi tro nóng từ núi Vesuvius đã chôn vùi nhiều cư dân của Pompeii vào năm 79. Vì thế, các trầm tích Nghĩa Huyện đã được rất nhiều người gọi là "Pompeii của Trung Quốc."

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới cho rằng, dù sự liên tưởng giữa Hệ tầng Nghĩa Huyện với Pompeii rất thú vị, đó là một sự liên tưởng hoàn toàn sai lầm. Thay vào đó, các sinh vật được bảo quản bởi những sự kiện bình thường hơn bao gồm sự sụp đổ của hang đào và các giai đoạn mưa làm tích tụ trầm tích, chôn vùi các sinh vật chết trong các không gian không có oxy.

Trong khi các nghiên cứu trước đây đề xuất rằng nhiều sự kiện kiểu Pompeii đã diễn ra theo từng đợt trong khoảng một triệu năm để tạo nên những hóa thạch như vậy, thì nghiên cứu mới với các công nghệ tiên tiến mới xác định rằng các hóa thạch ở Nghĩa Huyện hình thành trong một khoảng thời gian ngắn gọn chưa đến 93.000 năm nếu không có gì đặc biệt xảy ra.

Đồng tác giả của nghiên cứu Paul Olsen đứng tại nơi từng tìm thấy hóa thạch khủng long có lông vũ đầu tiên vào năm 1996.

"Đây có lẽ là những phát hiện khủng long quan trọng nhất trong 120 năm qua," đồng tác giả của nghiên cứu Paul Olsen, một nhà cổ sinh vật học tại Đài quan sát Trái đất Lamont-Doherty của Trường Khí hậu Columbia, cho biết.

"Nhưng những gì được nói về phương pháp bảo quản của chúng làm nổi bật một thành kiến quan trọng của con người. Đó là, gán những nguyên nhân phi thường, tức là phép màu, cho những sự kiện bình thường khi chúng ta không hiểu nguồn gốc của chúng. Những [hóa thạch] này giống như một bức ảnh chụp nhanh về những cái chết hàng ngày trong điều kiện bình thường trong một khoảng thời gian tương đối ngắn."

Các hóa thạch trong Hệ tầng Nghĩa Huyện có hai loại cơ bản: các bộ xương 3D nguyên vẹn, hoàn chỉnh từ các trầm tích hình thành chủ yếu trên đất liền, và các xác chết bị dẹt nhưng rất chi tiết được tìm thấy trong trầm tích hồ, một số chứa các mô mềm.

Để xác định niên đại của các hóa thạch, tác giả chính của nghiên cứu, Scott MacLennan từ Đại học Witwatersrand của Nam Phi, đã phân tích các hạt nhỏ của khoáng chất zircon, được lấy từ cả các đá xung quanh và chính các hóa thạch.

Trong những hạt này, ông đo tỷ lệ uranium phóng xạ so với chì, sử dụng một phương pháp mới, cực kỳ chính xác gọi là quang phổ khối ion hóa nhiệt pha loãng đồng vị hóa học, hay CA-ID-TIMS. Các hóa thạch và vật liệu xung quanh nhất quán với niên đại 125,8 triệu năm trước, tập trung vào một khoảng thời gian dưới 93.000 năm, mặc dù con số chính xác không rõ ràng.

Các tính toán tiếp theo cho thấy khoảng thời gian này chứa ba giai đoạn được kiểm soát bởi các biến đổi trong quỹ đạo của Trái Đất khi thời tiết tương đối ẩm ướt. Điều này khiến trầm tích tích tụ trong các hồ và trên đất liền nhanh hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Nhiều sinh vật chết đã bị chôn vùi nhanh chóng, và oxy vốn có tác dụng thúc đẩy quá trình phân hủy thì bị loại bỏ. Hiệu ứng niêm phong nhanh nhất xảy ra trong các hồ, dẫn đến việc bảo quản các mô mềm.

Các nhà nghiên cứu loại trừ hoạt động núi lửa trên nhiều phương diện. Một số nghiên cứu trước đây gợi ý rằng các sinh vật ở Nghĩa Huyện bị bao bọc bởi các dòng lũ bùn hảy ra từ núi lửa sau khi phun trào. Nhưng các dòng lũ bùn này cực kỳ mạnh mẽ, Olsen nói, và có khả năng xé nát bất kỳ sinh vật sống hoặc chết nào mà chúng gặp phải. Do đó, lời giải thích này không phù hợp.

Tư thế tử vong của các nạn nhân ở Pompeii được tái hiện lại qua các tượng đúc thạch cao được đổ vào khoảng trống để lại trong tro núi lửa sau khi thân xác của họ bị phân hủy hoàn toàn.

Một số nhà khoa học khác thì cho rằng các dòng chảy pyroclastic - những đợt sóng tro nóng và khí độc nhanh như núi Vesuvius - là nguyên nhân. Những đợt sóng này đã đánh gục cư dân của Pompeii, sau đó bao bọc các thi thể trong các lớp vật liệu bảo vệ, bảo quản chúng trong tư thế như lúc chết. Ngay cả khi các thi thể bị phân hủy hoàn toàn, các khoảng trống trong tro vẫn còn, từ đó các nhà nghiên cứu đã tạo ra các bản đúc thạch cao sống động như thật.

Các thi thể ở Pompeii thường có đặc điểm là cuộn tròn trong các tư thế giống như võ sĩ quyền Anh khi thượng đài, gập người trông hết sức đau đớn với các chi co mạnh, do máu bị đun sôi và cơ thể bị co rút trong nhiệt độ cao. Nạn nhân của các vụ cháy hiện đại cũng thể hiện các tư thế tương tự. Thế nhưng, dù thực tế có các lớp tro núi lửa, dung nham và sự xâm nhập của magma trong Hệ tầng Nghĩa Huyện, nhưng các thi thể ở đó không giống với những người không may ở Pompeii.

Thứ nhất, nếu ở trong một dòng chảy pyroclastic, lông vũ, lông mao và mọi thứ khác gần như sẽ bị đốt cháy hoàn toàn chứ không thể được bảo quản với mức độ nguyên vẹn cao.

Thứ hai, các loài khủng long và các loài động vật khác không ở trong tư thế co gập; thay vào đó, nhiều cá thể được tìm thấy với cánh tay và đuôi được cuộn quanh cơ thể một cách ấm cúng, như thể chúng đang ngủ, có lẽ đang mơ những "giấc mơ khủng long", khi cái chết tìm đến chúng.

Các bằng chứng chỉ ra rằng nguyên nhân chính có thể là do sự sụp đổ đột ngột của hang đào. Các lõi đá xung quanh các hóa thạch xương thường bao gồm các hạt thô, nhưng các hạt ngay xung quanh và bên trong các bộ xương có xu hướng mịn hơn nhiều.

Hệ sinh thái của Hệ tầng Nghĩa Huyện được tái hiện qua tranh của họa sĩ Joschua Knuppe.

Các nhà nghiên cứu giải thích điều này có nghĩa là đã có đủ oxy trong một thời gian để vi khuẩn hoặc côn trùng phân hủy ít nhất là da và các cơ quan của động vật, và khi điều này xảy ra, bất kỳ hạt mịn nào trong vật liệu xung quanh sẽ thấm vào và lấp đầy các khoảng trống; các xương có tốc độ phân hủy chậm vẫn nguyên vẹn.

Ngay cả thời hiện đại, sự sụp đổ của hang đào vẫn là nguyên nhân phổ biến gây tử vong cho các loài chim như chim cánh cụt, Olsen nói. Cuộc chiến giữa động vật có vú và khủng long bị hóa thạch có thể đã xảy ra khi động vật có vú xâm nhập vào hang của khủng long để cố gắng ăn nó hoặc con của nó.

Về nguyên nhân gây ra sự sụp đổ của hang đào, các nhà khoa học vẫn chỉ đưa ra những suy đoán mang tính giả thuyết. Một trong số đó là những con khủng long lớn hơn (hóa thạch của chúng không xuất hiện ở đây nhưng gần như chắc chắn chúng từng tồn tại) có thể đã làm sụp đổ các hang đào khi di chuyển ở phía trên. Những giai đoạn mưa nhiều cũng có thể đã khiến mặt đất kém ổn định, khiến sự sụp đổ dễ diễn ra hơn.

Olsen tin rằng Hệ tầng Nghĩa Huyện không phải là duy nhất. "Chỉ là không có nơi nào khác mà việc thu thập dữ liệu lại được thực hiện mạnh mẽ như vậy," ông nói. Trung Quốc đã cố gắng hạn chế việc bán hóa thạch vì lợi nhuận, nhưng thị trường vẫn đang phát triển mạnh, và các nguồn lực lớn của chính phủ đang được đầu tư vào phát triển du lịch xung quanh các địa điểm hóa thạch.

Đối với Olsen, phát hiện tuyệt vời nhất chính là khủng long có lông vũ, nhưng chúng cực kỳ hiếm ngay cả trong các trầm tích phong phú nhất. "Ví dụ nhé, bạn phải đào được hóa thạch của 100.000 con cá thì mới tìm được hóa thạch của một con khủng long có lông vũ, và không có nơi nào người ta đang đào bới với quy mô lớn như tại Nghĩa Huyện," ông nói. Ở miền Đông Hoa Kỳ, một số nơi từng có môi trường tương tự như Nghĩa Huyện có thể mang lại những hóa thạch như vậy, Olsen nói.

Chúng bao gồm một mỏ đá nằm giữa biên giới Bắc Carolina - Virginia, nơi ông đã tìm thấy hàng ngàn côn trùng được bảo quản hoàn hảo; các địa điểm ở Connecticut nơi các cuộc khai quật nhỏ đã cho thấy tiềm năng; và một mỏ đá cũ ở North Bergen, New Jersey, hiện nằm giữa một đường cao tốc và một trung tâm mua sắm, nơi trong quá khứ đã mang lại những con cá và bò sát được bảo quản tuyệt vời. Dù vậy, các cuộc khai quật có hệ thống ở những địa điểm này chỉ có quy mô tương đương một phòng tắm.

"Việc tìm hóa thạch đòi hỏi nỗ lực to lớn và rất tốn kém. Mặt khác, đất đai rất có giá ở những khu vực này," ông nói. "Vì vậy, không ai tìm hóa thạch cả. Hoặc chí ít là chưa tìm."