Câu chuyện tiến hóa của Trái Đất: Từ hành tinh băng đến hành tinh xanh

Các nhà khoa học cho rằng, khoảng 715 triệu năm trước, toàn bộ Trái Đấtđược bọc trong tuyết và băng. " Không có thời kỳ băng giá nào trên Trái Đất giống như vậy. Điều này thực sự rất thảm khốc," Graham Shields thuộc trường đại học tại Anh nói.

Tuy nhiên, một số nhà khoa học tin rằng thảm họa này lại tạo ra bước đi khó tin trong sự tiến hóa: Sự phát triển của các loài động vật đầu tiên, và một thời hưng thịnh kịch sự hình thành cuộc sống được gọi là sự bùng nổ kỷ Cambri.

Khoảng 540 triệu năm trước đây, một loạt các sinh vật kỳ lạ đột nhiên xuất hiện, ao gồm những sinh vật khổng lồ được gọi là bọ ba thùy, Opabinia năm mắt, và sên gai giống như Wiwaxia. Đột nhiên, Trái Đất thoát khỏi sự chi phối bởi các vi khuẩn đơn bào và mở ra một thế giới đầy ắp những sinh vật đa bào ngoại lai.

Đối với Charles Darwin, người đã cố gắng chứng minh lý thuyết của ông về chọn lọc tự nhiên, sự bùng nổ đột ngột này trong quá trình tiến hóa là một vấn đề lớn. Trong cuốn On the Origin of Species năm 1859, ông viết: "Trường hợp này vẫn chưa thể giải thích, và có thể được thực sự được gọi là ngoại lệ".

Cho đến ngày nay sự bùng nổ kỷ Cambri vẫn là một câu đố. Nhưng thảm họa hành tinh băng lại có thể giải đáp được câu đố này.

Các bằng chứng về "quả cầu tuyết" Trái Đất xuất hiện lần đầu tiên vào đầu những năm 1990. Thật bất ngờ, các nhà địa chất phát hiện bằng chứng của các sông băng - chẳng hạn như đá đã được tiến hành trên các tảng băng và sau đó giảm xuống - ở vùng nhiệt đới. Kể từ đó, các bằng chứng đã chỉ ra rằng việc đóng băng sâu toàn cầu bắt đầu vào khoảng 715 triệu năm trước đây, và kéo dài gần 120 triệu năm.

Vì vậy, tại sao khi Trái Đất bị đóng băng lại tạo ra sự đột biến trong quá trình tiến hóa? 

Nhiều nhà địa chất cho rằng, có lẽ là bởi vì nó bơm nhiều oxy vào không khí và đem đến sự sống.

Có ý kiến cho rằng, băng tuyết đã thúc đẩy quá trình tạo oxy như một sản phẩm chất thải. Trong "Quả cầu tuyết", các sông băng đeo một lượng lớn phốt pho giàu bụi đi từ những tảng đá nằm bên dưới. Sau đó, khi băng tan ở phần cuối của "Quả cầu tuyết", sông rửa sạch bụi này vào các đại dương, nơi mà nó ăn các vi khuẩn.

"Mức phốt-pho cao sẽ tăng năng suất sinh học và loại bỏ carbon hữu cơ trong đại dương, dẫn đến tích tụ của oxy trong khí quyển," Noah Planavsky của Đại học Yale ở New Haven, Connecticut cho biết. Năm 2010 ông đã xác định một lượng lớn mức phốt-pho trong trầm tích từ khắp nơi trên thế giới khi thời kỳ băng giá trên đã kết thúc.

Có một số bằng chứng cho thấy các loài động vật đầu tiên có thể đã khiến Trái Đất đóng băng. Trong năm 2011, Eli Tziperman của Đại học Harvard ở Cambridge, Massachusetts và các đồng nghiệp của ông đã mô hình hóa các chu trình hóa học trong đại dương. Họ phát hiện ra rằng sự tiến hóa của các sinh vật biển mới có thể đã giúp carbon vận chuyển ở đáy đại dương nhiều hơn và tạo ra một sự thay đổi lớn trong khí hậu. "Chắc chắn không phải vô lý khi cho rằng sự tiến hóa của động vật bắt đầu ở thời kỳ  đóng băng," Butterfield nói.

Ngay bây giờ không có đủ thông tin để quyết định xem động vật tạo ra "Quả cầu tuyết" Trái Đất, hay "Quả cầu tuyết" này kích hoạt quá trình tiến hóa của động vật. Tuy vậy, dù là theo cách nào đi chăng nữa thì chúng cũng có mối liên hệ với nhau.

Cho dù hành tinh của chúng ta đang nóng lên hoặc lạnh đi thì đó chắc chắn cũng sẽ là một quá trình khá gập ghềnh. Có lẽ chúng ta nên học hỏi từ những tế bào động vật ban đầu, và học cách làm việc cùng nhau.