Phát hiện hồ nước đánh dấu chương mới của lịch sử Trái Đất

Thế Nhân tân, hay còn được biết đến với tên gọi Anthropocene trong tiếng Anh, lần đầu xuất hiện vào năm 2000 để mô tả quãng thời gian địa chất mà trong đó con người có tác động đáng kể đến khí hậu và hệ sinh thái của Trái Đất.

"Khi 8 tỷ người cùng tác động đến hành tinh, chắc chắn sẽ có một hậu quả", ông Colin Neil Waters, giáo sư danh dự tại Trường Địa lý, Địa chất và Môi trường của Đại học Leicester, nhận định.

"Chúng ta đã bước sang một giai đoạn mới của Trái Đất và điều đó sẽ được xác định bởi một kỷ nguyên địa chất mới", nhà khoa học này nói thêm.

Hình ảnh trên cao của hồ Crawford, một hồ nước nhỏ ở bang Ontario, Canada. Các nhà khoa học cho rằng nơi đây lưu giữ dấu vết rõ rệt nhất về tác động của con người tới hệ sinh thái của Trái Đất. Ảnh: Washington Post.

Một giai đoạn địa chất mới của Trái Đất?

Ông Waters cũng là chủ tịch của Nhóm Nghiên cứu Nhân tân (AWG), tổ chức có mục đích nghiên cứu và chính thức hóa Anthropocene như một thế địa chất mới trong lịch sử Trái Đất.

AWG hoạt động từ năm 2009, bao gồm 35 nhà địa chất có tên tuổi. Ông Paul Crutzen, chủ nhân giải Nobel Hóa học năm 1995 và là người đề xuất thuật ngữ Anthropocene, cũng là thành viên của nhóm cho đến khi ông qua đời hồi năm 2021. Anthropocene là ghép của hai gốc từ trong tiếng Hy Lạp, gồm anthropo có nghĩa là con người và cene là mới.

Các nhà khoa học của AWG tin rằng Thế Nhân tân bắt đầu vào khoảng từ năm 1950 đến 1954, thời điểm nhiều quốc gia thử nghiệm vũ khí nguyên tử và dấu vết hóa học của những vụ thử này có thể được tìm thấy khắp nơi trên Trái Đất.

Kể từ đó, AWG đã xem xét 12 địa điểm khả quan có thể cung cấp bằng chứng khoa học cần thiết cho nỗ lực chính thức hóa Thế Nhân tân, 9 địa điểm trong số này đã được đưa ra bỏ phiếu.

Hôm 11/7 vừa qua, các nhà khoa học của AWG đã đi đến sự đồng thuận và cho rằng khu địa chất hồ Crawford ở Ontario, Canada, là nơi phản ánh chính xác nhất những tác động địa chất của Thế Nhân tân.

Mặc dù vậy, không phải ai cũng đồng ý rằng Thế Nhân tân là một kỷ địa chất mới. Trên lý thuyết, các nhà khoa học của AWG vẫn chưa có đủ bằng chứng để tuyên bố như vậy.

Lịch sử 4,5 tỷ năm hình thành của Trái Đất được chia nhỏ thành các niên đại địa chất, nhằm hình thành một hệ thống miêu tả thời gian và quan hệ của các sự kiện tự nhiên đã diễn ra.

Khoảng thời gian địa chất trong quá khứ của Trái Đất được xây dựng thành thang thời gian địa chất có các cấp tính từ cao xuống thấp là liên đại (eon), đại (era), kỷ (period), thế (epoch), kỳ (age), với liên đại là khoảng thời gian lớn nhất và kỳ là quãng thời gian ngắn nhất.

Để ví dụ, chúng ta đang sống trong Kỳ Meghalayan, đây là một phần của Thế Toàn tân (Holocene Epoch), bắt đầu cách đây 11.700 năm. Thế Toàn tân là thế cuối cùng của Kỷ Đệ tứ (Quaternary Period) - kỷ cuối cùng của Đại Tân sinh (Cenozoic Era). Đại Tân sinh là quãng cuối của Liên đại Hiển sinh (Phanerozoic Eon) - bao gồm quãng thời gian từ hiện tại cho đến 539 triệu năm trở về trước.

Tên của những niên đại địa chất này thường được đặt dựa trên địa điểm mà chúng lần đầu tiên được nghiên cứu. Kỷ Jura được đặt theo tên dãy núi Jura của Pháp, trong khi Kỷ Cambri được đặt theo tên thời La Mã của xứ Wales.

Các nhà khoa học thu thập mẫu từ các lớp trầm tích dưới đáy hồ Crawford, nơi có độ sâu lớn nhất lên tới 24 m. Ảnh: Washington Post.

Ông Andrew Knoll, giáo sư ngành Lịch sử Tự nhiên tại Đại học Harvard, cho biết việc phân chia niên đại địa chất như vậy sẽ rất hữu ích cho công việc nghiên cứu của một nhà cổ sinh vật học như ông.

"Khi tôi nói đến 'Kỷ Cambri', cụm từ này không chỉ xác định mốc thời gian từ 539 đến 485 triệu năm trước, mà còn đi kèm rất nhiều thông tin về quần thể sinh vật, môi trường, các kiến tạo địa chất, cổ địa lý và hơn thế nữa", ông Knoll nói.

"Nó khá giống với việc khi nói về thời Trung cổ hoặc thời Phục hưng", vị giáo sư nói thêm.

Nếu được công nhận, Thế Nhân tân sẽ là thế thứ ba trong Kỷ Đệ tứ. Điều này cũng có nghĩa là Thế Toàn tân sẽ trở nên đặc biệt ngắn - trong bối cảnh các thế khác thường kéo dài vài triệu năm.

Những bằng chứng khoa học đến từ một cái ao nhỏ ở Ontario, Canada

Mỗi niên đại địa chất được công nhận chính thức trong dòng thời gian của Trái Đất cũng được đại diện bởi một khu vực địa chất duy nhất. Một khu vực như vậy được gọi là Phẫu diện và Điểm kiểu Địa tầng Ranh giới Toàn cầu (GSSP), và chúng thường phản ánh những gì độc đáo nhất về niên đại đó trong lịch sử Trái Đất. Chúng cũng được đánh dấu bởi một "đinh vàng", thường được đóng vào tầng địa chất đặc biệt.

Đối với Thế Anthropocene, vị trí đóng đinh vàng được đề xuất là trầm tích lấy từ dưới lòng hồ Crawford. Các lớp trầm tích này cho thấy dấu vết địa hóa của các vụ thử bom hạt nhân, cụ thể là plutoniom. Nguyên tố hóa học này được phát hiện rộng rãi trên khắp thế giới trong các rạn san hô, lõi băng và đầm lầy than.

Hồ Crawford được bình chọn bởi AWG sau ba vòng bỏ phiếu với tổng cộng 9 địa điểm trên khắp thế giới. Chúng bao gồm một bãi than bùn ở dãy núi Sudeten của Ba Lan, hồ Searsville ở California, một dải đáy biển ở biển Baltic, một vùng vịnh ở Nhật Bản, một lõi băng được khoan từ Bán đảo Nam Cực, và cuối cùng là hai rạn san hô, một ở Australia và một ở Mexico.

Chủ tịch Waters của AWG chia sẻ rằng rất khó để lựa chọn địa điểm cuối cùng, và tỷ lệ phiếu bầu khá sít sao, nhưng hồ Crawford được chọn vì thông tin từ các lớp trầm tích dưới đáy hồ là đặc biệt chính xác.

Bản thân hồ Crawford không phải là một vùng nước lớn, nó chỉ rộng khoảng 2,4 héc-ta nhưng lại sâu đến 24 m. Các lớp trầm tích ở đáy hồ có thể được chia theo năm để lấy mẫu, qua đó xác định dấu vết địa hóa của con người. Bà Francine McCarthy, giáo sư ngành Khoa học Trái Đất ở Đại học Brock của Canada, cho rằng những phân tích này cho phép các nhà khoa học có thể nhìn thấy những thay đổi qua từng năm.

"Cấu tạo của hồ hạn chế sự trao đổi của các tầng nước, vì vậy lượng nước phía dưới hồ sẽ không trộn lẫn với lượng nước ở mặt hồ. Đáy hồ hoàn toàn bị cô lập với phần còn lại của hành tinh, ngoại trừ những gì bị chìm xuống", bà McCarthy, người cũng là thành viên của AWG, giải thích.

Bà McCarthy (ở giữa) và các cộng sự trong quá trình lấy mẫu dưới đáy hồ Crawford. Ảnh: Washington Post.

Ông Andrew Cundy, giáo sư ngành hóa học phóng xạ môi trường tại Đại học Southampton, cho rằng sự hiện diện của plutonium cho thấy dấu hiệu rõ ràng về thời điểm loài người trở thành lực lượng thống trị, đến mức có thể để lại dấu vết toàn cầu độc nhất trên hành tinh của chúng ta.

Mặc dù vậy, việc lựa chọn hồ Crawford để đóng "đinh vàng" không ảnh hưởng đến việc Anthropocene có được công nhận là một đơn vị thời gian địa chất chính thức hay không.

Nhóm AWG sẽ đưa ra đề xuất chính thức lên Tiểu ban về Địa tầng Kỷ Đệ tứ vào cuối mùa hè này. Nếu các thành viên của tiểu ban đồng ý với số phiếu tối thiểu 60% thì đề xuất sẽ được chuyển lên Ủy ban Địa tầng Quốc tế, cơ quan này cũng sẽ phải bỏ phiếu và đồng ý với tỷ lệ 60% để đề xuất được phê chuẩn. Cả hai cơ quan đều là một phần của Liên minh Khoa học Địa chất Quốc tế, đại diện cho hơn một triệu nhà địa chất trên khắp thế giới.

Quyết định cuối cùng sẽ được đưa ra tại Đại hội Địa chất Quốc tế lần thứ 37 diễn ra ở Busan, Hàn Quốc vào tháng 8/2024.

Quốc Thăng

theo CNN và Washington Post