Các nhà khoa học đã phát hiện ra khu rừng lâu đời nhất thế giới trong một mỏ đá bỏ hoang gần thị trấn Cairo, New York (Mỹ). Những tảng đá 385 triệu năm tuổi tại khu vực này chứa rễ cây hóa thạch của hàng chục cây cổ thụ. Phát hiện này được xem là một bước ngoặt trong nghiên cứu lịch sử Trái đất.

Khi các cây cổ thụ phát triển những rễ này, chúng đã hấp thụ CO2 từ không khí và giữ nó lại, qua đó làm thay đổi hoàn toàn khí hậu hành tinh và dẫn đến bầu khí quyển mà chúng ta biết ngày nay.

“Cairo là một nơi rất đặc biệt,” ông Christopher Berry, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Cardiff (Vương quốc Anh), thành viên nhóm nghiên cứu cho biết. Tầng mỏ đá mà nhóm nghiên cứu tìm thấy có kích thước bằng một nửa sân bóng bầu dục ở Mỹ. Đó là một lát cắt ngang qua lớp đất ngay dưới bề mặt của khu rừng cổ đại. “Bạn đang đi bộ qua những gốc cây cổ thụ,” ông Berry cho hay. “Đứng trên bề mặt mỏ đá, chúng ta có thể tưởng tượng ra khu rừng từng sinh sống quanh đây.”

Ông Berry và các đồng nghiệp lần đầu tiên phát hiện ra địa điểm này vào năm 2009 và nhóm vẫn đang phân tích các hóa thạch chứa trong đó. Một số rễ hóa thạch có đường kính khoảng 15cm và hình thành các mô hình với đường kính xuyên tâm rộng chừng 11m, thuộc về Archaeopteris – một loại cây đại thụ có có rễ gỗ lớn, lá giống dương xỉ đã tuyệt chủng. Trước đây, hóa thạch Archaeopteris lâu đời nhất có niên đại không quá 365 triệu năm tuổi, Berry cho biết trong báo cáo của nhóm nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Current Biology.

Các nhà nghiên cứu đang tiến hành phân tích một trong những hệ thống rễ cây hóa thạch Archaeopteris tại mỏ đá hoang ở thị trấn Cairo, New York. (Ảnh: Charles Ver Straeten/ University at Albany)

“Kích thước của các hệ thống gốc đó đã thực sự thay đổi cái nhìn của chúng ta,” bà Patricia Gensel, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Bắc Carolina ở Chapel Hill (Mỹ), người không tham gia vào nghiên cứu cho biết. Thậm chí ngay cả 20 năm trước, các nhà nghiên cứu cho rằng những cây có hệ thống rễ lớn và phức tạp như vậy không phát triển quá sớm trong lịch sử địa chất.

>> ‘Kho hóa thạch’ kể lại diễn biến vụ thiên thạch rơi 66 triệu năm trước

Những cây như ở Cairo có ảnh hưởng lớn đến khí hậu cổ đại, Kevin Boyce, nhà địa chất học tại Đại học Stanford ở Palo Alto, California (Mỹ) cho biết. Phần rễ sâu của chúng xâm nhập và phá vỡ các tảng đá bên dưới đất. Các nhà địa chất học gọi quá trình này là “phong hóa”, trong đó kích hoạt các phản ứng hóa học giúp hấp thụ CO2 từ khí quyển và biến nó thành các ion cacbonat trong nước ngầm, cuối cùng chạy ra biển và tạo thành đá vôi.

Cận cảnh hệ thống rễ cây Archaeopteris nhìn từ trên cao (William Stein/ Binghamton University & Christopher Berry/ Cardiff University)

Các nhà khoa học cho rằng, một phần là do thời tiết và các phản ứng dây chuyền, nồng độ CO2 trong khí quyển đã giảm xuống đến mức như bầu khí quyển hiện nay ngay sau khi xuất hiện các khu rừng gỗ. Vài chục triệu năm trước, các cây cổ thụ đã cao gấp 10 đến 15 lần so với ngày nay. Một số nghiên cứu cho thấy việc loại bỏ một lượng lớn CO2 trong khí quyển đã trực tiếp dẫn đến sự gia tăng nồng độ oxy một cách bền vững, với bầu khí quyển chứa khoảng 35% oxy vào 300 triệu năm trước. Thời đó, người ta tìm thấy các loài côn trùng khổng lồ, một số loài sống trong các khu rừng cổ đại có sải cánh dài tới 70 cm.

Những cây phát triển vài chục triệu năm sau rừng Cairo cũng có tác động gián tiếp đến khí hậu hiện đại. Theo ông Berry, hóa thạch tàn dư của những cây gỗ này đã tạo ra than đá – nhiên liệu phục vụ trong cuộc Cách mạng Công nghiệp tại Châu Âu và Bắc Mỹ.

Đây không phải là lần đầu tiên ông Berry và các đồng nghiệp khám phá một khu rừng nguyên sinh. Vào thế kỷ 19, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một khu rừng hóa thạch ở Gilboa, New York, cách Cairo khoảng 40 km, trong đó chứa các mẫu vật có niên đại 382 triệu năm tuổi. Từ năm 2010, Berry và các đồng nghiệp của ông đã kiểm tra một mỏ đá tại Gilboa còn bảo tồn rễ cây cổ thụ. Nhưng rễ ở Gilboa thuộc về những cây nguyên thủy hơn và có thể liên quan đến dương xỉ và cây đuôi ngựa. Những họ cây này không sinh ra rễ sâu và đủ nhiều để tạo ra sự phong hóa.

Điều này có nghĩa là những cây mọc ở Cairo là thực thể tạo nên sự đổi mới, Berry cho biết. “Những cây cổ thụ thân gỗ với tán lá khổng lồ có thể tạo ra bóng râm cùng một hệ thống rễ lớn, chúng chưa từng được biết đến trước đây.”

Video về khu rừng hóa thạch lâu đời nhất thế giới tại Cairo, New York:

Theo Sciencemag, Smithsonianmag,
Phan Anh tổng hợp