Hình thành và tiến hóa sự sống trên Trái Đất

[pramod]

Hệ thống quảng cáo SangNhuong.com

Trái Đất, hành tinh của chúng ta, khác với những gì mà ta vẫn thấy ngày nay, nó đã bắt đầu cuộc đời của mình từ một khối cầu khủng khiếp mà ngay cả những cảnh tượng ghê gớm nhất trong phim ảnh cũng chẳng thể sánh bằng. Vậy những gì đã làm nên sự sống và văn minh của chúng ta?



Với mô hình hiện đại của Hệ Mặt Trời (đọc bài "Sự ra đời của Hệ Mặt Trời") cùng việc các mẫu đá cổ nhất trên Trái Đất được tìm thấy có tuổi thọ hơn 4 tỷ năm (4.03 tỷ tại Canada và 4,4 tỷ tại Tây-Trung Australia), các nhà khoa học ngày nay đã có thể kết luận Trái Đất hình thành vào khoảng 4,7 tỷ năm trước, là kết quả của sự tạo thành do hấp dẫn của hàng triệu khối đá lớn nhỏ và bụi, khí trên một dải vật chất có quĩ đạo quanh Mặt Trời.

Ban đầu, Trái Đất chỉ là một hành tinh chết nóng rực, các kim loại nặng chìm dần vào trong và nóng chảy, đẩy các vật chất nhẹ lên trên và nguội dần. Trái Đất lúc này có hình dạng là một quả cầu khổng lồ màu đen với những vêt nứt sáng do phần vật chất nóng chảy bên trong. Chính các vết nức này sẽ còn tiếp tục tồn tại hàng tỷ năm nữa, thường xuyên trở thành nhân tố quyết định cho sự tồn vong của sự sống trên hành tinh.






4,3 tỷ năm trước, một hành tinh với kích thước của Sao Hỏa tên là Theia (cùng hình thành trong giai đoạn đầu của Hệ Mặt Trời) tiến về phía Trái Đất. Cú va chạm là một thảm họa thật sự, nhưng lại cũng là điều kiện tiên quyết cho sự sống của chúng ta sau này. Trước tiên, nó làm mật độ vật chất trên Trái Đất trở nên đều hơn, giống như khi bạn xóc tung một lọ đựng nhiều loại kẹo cùng lúc. Tiếp theo, ... nó tạo thành Mặt Trăng. Vật chất từ bề mặt của cả 2 hành tinh bắn tung lên không gian, tạo thành một dải vật chất chuyển động trên quĩ đạo quanh Trái Đất, giống như vành đai của Sao Thổ và các hành tinh lớn ngày nay. Lực hấp dẫn lần nữa lại đóng vai trò của đấng sáng tạo, nó tập hợp các mảnh vụn lại, tạo thành Mặt Trăng.





Lúc này, Mặt Trăng ở rất gần Trái Đất và Trái Đất thì quay rất nhanh. Nếu mọi chuyện cứ tiếp diễn như vậy thì sự sống đã khó mà hình thành. Nhưng nhờ sự có mặt của Mặt Trăng mà Trái Đất quay chậm dần lại do ảnh hưởng của hấp dẫn, còn lực li tâm lại đẩy Mặt Trăng xa dần, tránh cho chúng ta những cơn thủy triều còn mạnh hơn hàng chục lần những đợt sóng thần khủng khiếp nhất ngày này. Đó là thời kì khoảng 4,1 tỷ năm trước khi đại dương và khí quyển (không có oxy) đang hình thành.

Khoảng 4,1 tới 3,8 tỷ năm trước, Trái Đất bị lấp đầy bởi đại dương do sự lạnh đi của Trái Đất cho phép sự tồn tại của nước lỏng. Các tiểu hành tinh nhỏ và các thiên thạch liên tiếp bắn phá Trái Đất, chúng là các tàn dư trong thời kì đầu của Hệ Mặt Trời. Chính các thiên thạch này mang theo các tinh thể ngậm nước và cả các hợp chất hữu cơ đơn giản nhất vào lòng đại dương, nơi sự sống sẽ phát sinh sau này.

3,8 tỷ năm trước, Trái Đất bước vào thời kì Archaean (đại thái cổ). Đây là giai đoạn giữa của thời kì tiền cambri. Từ các hợp chất hữu cơ đầu tiên mang đến ừ các thiên thạch tấn công Trái Đất, Axit amin hình thành trong đại dương, các tế bào đơn giản nhất đầu tiên được hình thành. Khác với chúng ta ngày nay, chúng được cấu tạo trên cơ sở của các phân tử RNA (Ribonucleic acid, khác với DNA là Deoxyribonucleic acid cấu tạo nên động thực vật hiện nay). Ngày nay chúng ta đã tìm thấy hóa thạch của những dạng sống đâu tiên có tuổi lớn nhất là 3,5 tỷ năm. Các tế bào đầu tiên từ ban đầu là dạng sống đơn bào, kết hợp dần thành các lớp dày hơn là các khối stromatolite, chúng là dạng sống đầu tiên xuất hiện quá trình quang hợp cung cấp oxy cho hành tinh chúng ta. Hợp chất glucose đơn giản đầu tiên (đường) cũng đã hình thành.

3 tỷ năm trước, đại dương đã được bơm đầy oxy, sắt trong đại dương bị oxy hóa và chìm sâu xuống thành các quặng sắt, những công trình kiến trúc ngày nay chúng ta có đã được làm từ thứ quặng 3 tỷ năm tuổi này.

2,5 tỷ năm trước, thời kì Proterozoic (đại nguyên sinh) bắt đầu. Đây là thời kì phát triển đầu tiên của các loài sinh vật sơ khai trên Trái Đất, giai đoạn cuối của thời tiền Cambri. Các thực vật đa bào đầu tiên xuất hiện vào thời gian khoảng 1,2 tỷ năm trước với cấu tạo phức tạp hơn từ các DNA thay vì RNA như trước.
Tuy nhiên sự phát triển của sự sống chưa được lâu thì nó bị buộc phải ngừng lại. hời gian gần như ngừng trôi khi Trái Đất bước vào giai đoạn đóng băng toàn cầu dài nhất và mãnh liệt nhất trong lịch sử. 850 triệu năm trước, mật độ oxy quá cao trong khí quyển ngăn cản việc hấp thụ ánh sáng Mặt Trời, Trái Đất không được tiếp nhiệt nên lạnh đi và đóng băng dần. Càng nhiều băng thì ánh sáng Mặt Trời càng phản xạ ngược lại do cả hành tinh lúc này như một tấm gương khổng lồ không hề hấp thụ chút ánh sáng nào.




Thời kì này kéo dài tới hơn 200 triệu năm. Chúng ta biết rằng loài người ngày nay với lịch sử dường như là rất rất dài thực ra mới xuất hiện văn minh và trí tuệ thật sự ở cuối kỉ băng hà, khoảng 15-20.000 năm trước. Trong khi chỉ nguyên thời kì đóng băng cả hành tinh nay đã dài tới hơn 200 triệu năm. Cả Trái Đất khi đó là một quả cầu băng khổng lồ, không một dấu vết của sự sống, của hơi ấm Mặt Trời, bất cứ tia sáng nào từ Mặt Trời đều bị dội ngược lại không gian.

630 triệu năm trước, nguồn dung nham nóng chảy trong lòng Trái Đất được đánh thức, trở thành vị cứu tinh cho sự sống trên hành tinh. Các núi lửa sau hàng trăm triệu năm ngủ yêu đã thức giấc và phun trào, chúng phá vỡ một số điểm đóng băng trên bề mặt Trái Đất, phun dung nham lên bề mặt, và quan trọng nhất trong đó là khí cacbonic. Như ta đã biết, cacbonic chính là tác nhân gây nên hiệu ứng nhà kính, và lúc này đó lại chính vị cứu tinh cho sự sống trên Trái Đất. Không khí hấp thụ được nhiệt độ của Mặt Trời cùng với sự phun trào dung nham làm băng tan dần tạo điều kiện cho những dạng sống sâu nhất dưới đại dương vẫn còn tồn tại nay lại có cơ hội tiến hóa. Quá trình tan băng này kéo dài khoảng vài triệu năm.

580 triệu năm trước, thực vật đa bào đã khá phổ biến và cũng là thời kì đầu tiên của các động vật thân mềm, ngày nay chúng ta đã tìm được những hóa thạch của các động vật thân mềm có tuổi tương đương với thời kì này.

540 triệu năm trước, oxy tiếp tục được bớm đầy khí quyển và ở tầng trên của khí quyển nới trực tiếp đón nhận ánh sáng Mặt Trời, một lớp khi mới được hình thành từ oxy, đó là ozone, nó ngăn cản các bức xạ tia cực tím xuyên vào khí quyển, và đây chính là điều kiện để sự sống xâm chiếm lên mặt đất (lúc này những mảng lục địa đầu tiên đã xuất hiện).

Khoảng 530 triệu năm trước, Trái Đất bước vào thời kì Paleozoic (đại cổ sinh), bắt đâu bằng kỉ đầu tiên là kỉ Cambri. Đây là khoảng thời gian bùng nổ của sự phát triển sinh vật, kéo dài khoảng 30 triệu năm, gọi là thời kì bùng nổ Cambri. Ở dưới biển, các loại động vật phức tạp hơn xuất hiện, điển hình nhất là bọ ba thùy và các họ hàng của nó. Ngoài ra đây là lần đầu tiên có sự xuất hiện của động vật săn mồi, những loài trực tiếp tấn công loài khác lam thức ăn thay vì ăn thực vật nhỏ hay các xác chết trôi nổi. Chẳng hạn như trong hình dưới là một con Anomalocaris đang chuẩn bị hạ sát con mồi của mình là 1 con bọ ba thùy.


Trích VACA