Các nhà khoa học vừa phát hiện ra khu rừng cổ đại nhất trong lịch sử Trái Đất, tồn tại cách đây 385 triệu năm.

Khu rừng này có những cây Archaeopteris cao gấp 10-15 lần những cây cổ thụ cao nhất hiện nay. Côn trùng sống trong khu rừng này có thể phát triển sải cánh lên tới 70cm.

Tại một mỏ đá bỏ hoang gần trị trấn Cairo, New York, các nhà khoa học bất ngờ khám phá ra tàn tích của một khu rừng cổ đại nhất từng tồn tại trên Trái Đất. Những tảng đá 385 triệu năm tuổi này ghi lại hóa thạch của hàng chục cây cổ thụ.

Phát hiện này được xem là một bước đột phá trong lịch sử hình thành sự sống trên hành tinh. Khi những cây cổ thụ phát triển, chúng đã hút vào lượng carbon dioxide (CO₂) từ khí quyển, giúp khóa carbon lại.

Hiệu ứng này đã gây ra thay đổi khí hậu toàn cầu, ảnh hưởng đến bầu không khí chúng ta đang thở hôm nay.

Christopher Berry, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Cardiff, Vương quốc Anh, cho biết tầng mỏ đá mà nhóm nghiên cứu khám phá có kích thước bằng một nửa sân bóng bầu dục. Đây là một lớp đá cắt ngang qua ngay dưới mặt đất của khu rừng cổ đại.

'Đứng tại đây, bạn đang bước vào khu rừng cổ đại này', Berry nói. 'Trên mặt mỏ đá này, chúng tôi có thể tưởng tượng được toàn bộ khu rừng xưa cư ngụ xung quanh đây, trong trí tưởng tượng của mình'.

Lần đầu tiên Berry và các đồng nghiệp khám phá địa điểm này vào năm 2009. Nhưng cho đến nay, nhóm vẫn đang phân tích các hóa thạch được tìm thấy. Nơi họ đứng trong bức ảnh là một cụm rễ khổng lồ với đường kính xuyên tâm lên tới 11 mét.

Mỗi sợi rễ có đường kính trung bình khoảng 15 cm, đại diện cho cây Archaeopteris đại thụ. Archaeopteris là một loài cây từng tồn tại ở thời tiền sử, có rễ gỗ lớn và cành lá sum suê. Loài này có mối liên hệ với các loài cây hiện đại, theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Sinh học hiện tại.

Trước đây, hóa thạch của cây Archaeopteris lâu đời nhất được tìm thấy có niên đại không quá 365 triệu năm, Berry nói. Chính xác từ khi loài cây này tiến hóa thành cây hiện đại vẫn là điều bí ẩn.

Tuy nhiên, phát hiện tại Cairo đã chỉ ra rằng Archaeopteris đã bắt đầu quá trình chuyển đổi của nó vào khoảng 20 triệu năm trước, Patricia Gensel, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Bắc Carolina cho biết.

'Kích thước của các hệ thống rễ này thật sự thay đổi quan điểm của chúng ta', cô nói. Trước đây, các nhà khoa học tin rằng cây có hệ thống rễ lớn và phức tạp như vậy không xuất hiện sớm trong lịch sử địa chất.

Cây ở Cairo đã có tác động lớn đến khí hậu cổ đại, như Kevin Boyce, nhà địa chất học tại Đại học Stanford ở Palo Alto, California, nhấn mạnh. Những cây này có rễ sâu và xâm nhập vào các tảng đá dưới lòng đất.

Các nhà địa chất gọi quá trình này là phong hóa, và nó kích hoạt các phản ứng hóa học hấp thụ CO₂ từ khí quyển, biến nó thành các ion carbonate trong nước dưới đất. Carbon này cuối cùng được hấp thụ bởi biển và khóa vào đá vôi.

Thời tiết và các tác động kích thích đã làm giảm nồng độ CO₂ trong khí quyển, tương tự như bầu khí quyển hiện tại, sau khi có sự xuất hiện của các khu rừng gỗ.

Vài chục triệu năm trước, các cây cổ thụ ở đây đã cao gấp 10 đến 15 lần so với ngày nay.

Các nghiên cứu cho thấy việc loại bỏ nhiều CO₂ khỏi khí quyển đã làm tăng nồng độ oxy một cách bền vững, với bầu khí quyển chứa khoảng 35% oxy cách đây 300 triệu năm.

Và điều này đã ảnh hưởng đến sự tiến hóa của các loài côn trùng. Một số loài sống trong các khu rừng cổ đại đã có sải cánh lên tới 70 cm.

Ngay cả những thế hệ cây cổ thụ phát triển vài chục triệu năm sau khu rừng ở Cairo cũng có tác động gián tiếp đến khí hậu hiện đại. Theo Berry, những cây gỗ này sau khi chôn vùi dưới lòng đất đã tạo thành than đá, là nhiên liệu quan trọng trong Cách mạng Công nghiệp đầu tiên tại Châu Âu và Bắc Mỹ.

Đây không phải là lần đầu tiên Berry và đồng nghiệp khám phá một khu rừng nguyên sinh. Vào thế kỷ 19, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một khu rừng hóa thạch ở Gilboa, New York, cách Cairo khoảng 40 km. Khu rừng này chứa các mẫu vật có niên đại 382 triệu năm.

Từ năm 2010, Berry và đồng nghiệp đã khám phá một mỏ đá ở Gilboa vẫn bảo tồn được hóa thạch rễ cây cổ thụ. Tuy nhiên, những cụm rễ ở Gilboa thuộc về các loại cây nguyên thủy hơn có thể liên quan đến dương xỉ hoặc cây đuôi ngựa.

Những loài cây này không có khả năng sinh ra rễ sâu và thân gỗ để ảnh hưởng nhiều đến thời tiết hoặc khí hậu trên hành tinh.

Điều này có nghĩa là những cây cổ thụ ở Cairo chính là những người khổng lồ thay đổi thế vận của hành tinh. Chúng đã tồn tại từ hàng trăm triệu năm trước, với thân gỗ lớn, cụm rễ sâu chắc chắn cắm vào đá, tạo nên bóng mát của một tán cây khổng lồ.

Archaeopteris không chỉ là nguồn cảm hứng và nuôi dưỡng sự sống của các sinh vật xung quanh, mà còn thúc đẩy tiến hóa và sự phát triển của sự sống trên toàn cầu.

Xem thêm tại Sciencemag