Va chạm thiên thạch biến đại dương thành những bể axít

80% các loài sinh vật trên Trái Đất trong đó có rất nhiều loài sống trên bờ biển cũng như gần các hồ nước và các dòng sông đã tuyệt chủng vào cuối kỷ Creta cách đây 65,5 triệu năm.

Các nhà khoa học cho rằng va chạm giữa một thiên thạch hoặc một ngôi sao chổi với Trái Đất là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng này, cũng như làm xuất hiện hố Chicxulub ở vịnh Mexico.

Một mô hình mới tái hiện lại thảm họa này phát hiện ra vụ va chạm có thể đã nhấn chìm khí quyển Trái Đất với lưu huỳnh trioxit, do các tảng đá giàu lưu huỳnh dưới biển hay còn gọi là anhydrite bị đốt cháy do sức nóng của vụ va chạm. Khi được giải phóng vào không khí, lưu huỳnh nhanh chóng phản ứng và biến thành axít lưu huỳnh, gây ra những trận mưa axít xối xả kéo dài nhiều ngày.

Mô hình này giúp giải thích lý do hầu hết các loài sinh vật biển sống sót sau cuộc đại tuyệt chủng trong khi những loài trên cạn biến mất khỏi các ghi chép hóa thạch. Những cơn mưa axít không ngớt chỉ khiến lớp nước phía trên mặt biển bị nhiễm axít, nhưng các tầng nước sâu hơn lại không bị ảnh hưởng, do đó trở thành nơi trú ẩn an toàn.

Mô hình này còn xem xét một bí ẩn khác của sự tuyệt chủng: cây dương xỉ gai. Phấn hoa của loài cây này được tìm thấy ở dạng hóa thạch và các nhà khoa học cho rằng đây là một trong số ít các loài cây có thể chịu được mưa axít.

Vụ va chạm không chỉ gây ra những trận mưa axít cho Trái Đất. Nó còn kéo theo cả sóng thần, bão lửa và khói bụi từ những thân cây bốc cháy.

Giả thuyết các đại dương bị axít hóa đã từng được đưa ra trước đây, nhưng các nhà khoa học nghi ngờ liệu vụ va chạm có tạo ra đủ lượng mưa axít dẫn đến sự tuyệt chủng toàn cầu. Một ví dụ đưa ra đó là khi lưu huỳnh được giải phóng sẽ chuyển hóa thành khí lưu huỳnh dioxit. Khí này sẽ trôi nổi trong không khí thay vì tiếp tục phản ứng và tạo ra mưa axít.

Nhà khoa học Sohsuke Ohno của Viện Công nghệ Chiba (Nhật Bản), tác giả chính của nghiên cứu và các đồng tác giả đã mô phỏng vụ va chạm trong phòng thí nghiệm bằng cách đốt chảy các khối anhydrite giàu lưu huỳnh bằng tia laze. Khí sinh ra hầu hết là lưu huỳnh trioxit.

Trong khí quyển Trái Đất, khí này sẽ nhanh chóng kết hợp với nước để tạo ra các hạt aerosol chứa axít lưu huỳnh. Các hạt này đóng vai trò hút lưu huỳnh trong không khí và đưa vào trong nước biển. Chúng cũng phân hủy các mảnh đá silic và rút hết axít lưu huỳnh trong khí quyển chỉ trong vài ngày.

"Các kết quả thí nghiệm cho thấy lưu huỳnh trioxit có thể là hợp chất lưu huỳnh chủ yếu trong khí ga sinh ra do vụ va chạm. Thêm vào đó, khi các hạt aerosol axít bị các hợp chất silic phá hủy, axít lưu huỳnh nhanh chóng rơi xuống và đọng lại trên mặt đất," ông Ohno cho biết.
TH