Sự kiện tuyệt chủng Phấn Trắng – Cổ Cận

cách nhau vài km va chạm vào Trái Đất. Một tác động như vậy có thể giải phóng năng lượng tương đương với vài triệu vũ khí hạt nhân phát nổ cùng một lúc.]]
gần Drumheller, Alberta, tây Canada lộ ra ranh giới K-T do hoạt động xói mòn]]
với lớp sét kết nằm giữa chứa hàm lượng iridi cao gấp 1000 lần so với các lớp nằm trên và dưới. Hình được chụp tại bảo tàng lịch sử tự nhiên San Diego]]
Sự kiện tuyệt chủng Phấn Trắng – Cổ Cận (K–Pg), sự kiện tuyệt chủng Creta–Paleogen hay sự kiện tuyệt chủng Phấn Trắng – Đệ Tam (K–T) là một vụ đại tuyệt chủng xảy ra cách đây khoảng 66 triệu năm trước vào cuối thời kỳ Maastricht khi các loài động thực vật tuyệt chủng với quy mô lớn trong một khoảng thời gian địa chất ngắn.

Các hóa thạch khủng long không thuộc lớp chim chỉ được tìm thấy bên dưới ranh giới K-T, điều này cho thấy rằng các loài khủng long khác chim đã tuyệt chủng trong sự kiện này. Một số lượng rất ít hóa thạch khủng long đã được tìm thấy bên trên ranh giới K-T, nhưng được giải thích là do quá trình tái lắng đọng các vật liệu này, nghĩa là các hóa thạch bị bóc mòn từ các vị trí nguyên thủy của chúng và sau đó được bảo tồn trong các lớp trầm tích được hình thành sau đó. Thương long, thằn lằn cổ rắn, thằn lằn có cánh, và một số loài thực vật và động vật không xương sống cũng tuyệt chủng. Nhánh động vật có vú đã tồn tại qua sự kiện này với một số ít bị tuyệt chủng, và phân tỏa tiến hóa từ các nhánh có mặt trong tầng Maastricht đã xuất hiện nhiều sau ranh giới này. Các tốc độ tuyệt chủng và phân nhánh thay đổi ở các nhánh sinh vật khác nhau.

Các nhà khoa học giả thuyết rằng sự kiện tuyệt chủng K–T là do một hoặc nhiều thảm họa, như sự tác động mạnh mẽ của các thiên thạch (giống như hố Chicxulub Các loài sinh vật quang hợp, bao gồm thực vật phiêu sinh và thực vật trên cạn, tạo thành nền tảng của chuỗi thức ăn vào cuối kỷ Phấn Trắng giống như ngày nay. Các dấu vết cho thấy rằng các động vật ăn cỏ đã chết khi các thực vật mà chúng ăn trở nên khan hiếm. Do đó, các động vật săn mồi hàng đầu như Tyrannosaurus rex cũng chết.

Tảo gai vôi (Coccolithophore) và động vật thân mềm (bao gồm cúc đá, Rudistes, ốc và trai nước ngọt, và các sinh vật mà chuỗi thức ăn của chúng bao gồm các loài tạo vỏ này) trở nên tuyệt chủng hoặc chịu tổn thất nặng. Ví dụ, người ta cho rằng cúc đá là thức ăn chủ yếu của thương long (Mosasauridae), một nhóm bò sát biển khổng lồ đã tuyệt chủng vào sự kiện này.

Các loài động vật ăn tạp, động vật ăn sâu bọ và động vật ăn xác chết đã sống sót trong sự kiện tuyệt chủng, có lẽ do lượng thực phẩm gia tăng. Vào cuối kỷ Phấn Trắng, có vẻ như đã không còn loài động vật có vú ăn cỏ hay ăn thịt thuần túy. Thú và chim đã sống sót qua sự kiện tuyệt chủng đã ăn côn trùng, giun và ốc, mà các sinh vật này tới lượt mình lại ăn động vật và thực vật chết. Các nhà khoa học giả thiết rằng các sinh vật này đã sống sót sau sự sụp đổ của các chuỗi thức ăn dựa trên thực vật là do chúng ăn thức ăn vụn (vật chất hữu cơ không có sự sống).

Trong các quần lạc sinh vật suối, chỉ một vài nhóm động vật trở nên tuyệt chủng do các quần lạc này ít dựa một cách trực tiếp vào thức ăn từ các thực vật sống mà dựa nhiều vào thức ăn mảnh vụn trôi ra từ đất liền, hãm chúng khỏi sự tuyệt chủng. Các mô hình tương tự, nhưng phức tạp hơn được tìm thấy trong các đại dương. Sự tuyệt chủng trở nên nghiêm trọng hơn trong số các động vật sống trong tầng nước mặt so với các động vật sống trên đáy biển. Các động vật trong cột nước hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào thực phẩm chính từ thực vật trôi nổi trong khi các động vật sống trên đáy đại dương ăn mảnh vụn hữu cơ hoặc các động vật có thể chuyển sang ăn mảnh vụn. Phân tích thống kê về sự mất đi của sinh vật biển trong khoảng thời gian này cho thấy rằng sự sụt giảm đa dạng sinh học chủ yếu là do sự gia tăng mạnh của tuyệt chủng hơn là do sự suy giảm trong hình thành loài. Dấu vết về giáp tảo (Dinoflagellata) trong ranh giới K-T vẫn chưa được hiểu rõ, vì chỉ có bào xác vi sinh vật là có hóa thạch được ghi nhận, và không phải tất cả các loài giáp tảo đều có các giai đoạn tạo bào xác, vì vậy sự đa dạng sinh ra có lẽ đã bị đánh giá thấp.

Trùng tia đã có mặt trong các lớp địa chất ít nhất là từ kỷ Ordovic, và các khung xương hóa thạch khoáng hóa của chúng có thể thấy vết trong ranh giới K–T. Không có dấu hiệu tuyệt chủng lớn của các loài này, và có bằng chứng hỗ trợ cho sự sinh sôi nảy nở mạnh mẽ ở các loài này tại các vĩ độ cao nam bán cầu do nhiệt độ mát lạnh dần vào Paleocen sớm.

Sự có mặt của phiêu sinh vật trùng lỗ trong ranh giới K–T đã được nghiên cứu từ thập niên 1930. Nghiên cứu được thúc đẩy bởi khả năng có một sự kiện gây ảnh hưởng xảy ra tại ranh giới K–T đã dẫn tới một loạt các ấn phẩm miêu tả chi tiết sự tuyệt chủng phiêu sinh trùng lỗ ở ranh giới này. còn một nhóm khác thì tin rằng có dấu hiệu chứng minh nhiều lần tuyệt chủng và nở rộ các loài này ở ranh giới K-T.

Nhiều loài trùng lỗ sống tầng đáy bị tuyệt chủng trong sự kiện K–Pg, kết luận này dựa trên các mảnh vụn hữu cơ từ các chất dinh dưỡng do sinh khối trong đại dương được cho là đã suy giảm. Tuy nhiên, khi các vi sinh vật biển được hồi phục, người ta cho rằng sự biệt hóa các loài trùng lỗ gia tăng là kết quả của sự gia tăng nguồn thức ăn.

Động vật không xương sống ở biển

.]]

Có sự biến động trong hồ sơ hóa thạch cũng như đối với tốc độ tuyệt chủng của các loài động vật không xương sống biển trong suốt ranh giới K-T. Tốc độ biểu kiến chịu ảnh hưởng của sự thiếu vắng các hồ sơ hóa thạch hơn là sự tuyệt chủng trên thực tế.

Khoảng 60% các chi san hô đá (Scleractinia) tuổi Creta muộn đã không vượt qua được ranh giới K–T để tiến sang thế Paleocen. Phân tích tiếp theo về sự tuyệt chủng của san hô cho thấy rằng khoảng 98% các loài san hô tập đoàn, những loài sống trong môi trường nước ấm, nông, cận nhiệt đới, đã tuyệt chủng. Các loài san hô đơn độc thường không tạo thành rạn san hô và sống trong môi trường nước lạnh và sâu hơn (dưới đới sáng rõ) của đại dương thì bị ảnh hưởng ít hơn tại ranh giới K–T. Các loài san hô tập đoàn dựa vào quan hệ cộng sinh với tảo quang hợp, mà các loài tảo này bị chết đi trong sự kiện xung quanh ranh giới K-T. Tuy nhiên, việc sử dụng dữ liệu từ các hóa thạch san hô để hỗ trợ cho sự kiện tuyệt chủng K-T và sau đó là sự phục hồi trong thế Paleocen phải cân đối với những thay đổi đã xảy ra trong các hệ sinh thái san hô trong suốt ranh giới K–T.

Khoảng 35% các chi động vật da gai bị tuyệt chủng ở ranh giới K-T, mặc dù các đơn vị phân loại đã từng thịnh vượng trong các môi trường nước nông vĩ độ thấp trong suốt Creta muộn có tốc độ tuyệt chủng cao nhất. Các loài da gai ở môi trường nước sâu hơn và vĩ độ trung bình thì ít bị ảnh hưởng ở ranh giới K-T. Kiểu tuyệt chủng là do mất môi trường sống, đặc biệt là sự nhấn chìm các khối cacbonat là các rạn san hô nước nông đã có trước đó, do sự kiện tuyệt chủng.

Các nhóm động vật không xương sống khác như rudist (nghêu tạo rạn san hô) và Inoceramus (loài khổng lồ có quan hệ với sò (Pectinidae) hiện đại) cũng bị tuyệt chủng ở ranh giới K-T.

Cá
Có một lượng di chỉ hóa thạch đáng kế các loài cá có quai hàm trong ranh giới K-T, những hóa thạch này là dấu hiệu tốt về kiểu tuyệt chủng của các lớp động vật có xương sống. Trong số các loài cá sụn, khoảng 80% các họ cá mập và cá đuối đã sống sót qua sự kiện tuyệt chủng này, Có dấu hiệu cho thấy số lượng lớn hóa thạch các loài cá xương được bảo tồn ở các vị trí hóa thạch chỉ nằm trong lớp bên trên ranh giới K-T ở đảo Seymour gần Nam Cực, dường như là sự lắng đọng từ sự kiện K–Pg. Tuy nhiên, các loài cá sống trong các môi trường nước ngọt và nước mặn đã được giảm nhẹ những tác động môi trường của sự kiện tuyệt chủng.

Thực vật trên cạn
Có bằng chứng rõ ràng về sự phá hủy các quần thể thực vật ở ranh giới K-T. Tuy nhiên, có những khác biệt ở mức độ khu vực về sự diễn thế thực vật. Ở Bắc Mỹ, dữ liệu cho thấy rằng sự phá hủy số lượng lớn hệ thực vật và sự tuyệt chủng lớn của thực vật ở các phần của ranh giới K-T, mặc dù có sự thay đổi đáng kể các hệ thực vật cực lớn trước ranh giới này.

Ở các vĩ độ cao của Nam bán cầu như New Zealand và Nam Cực, các hệ thực vật bị tiêu diệt nhiều làm cho không có sự hồi phục đáng kể của một số loài, nhưng các thay đổi ngắn hạn về sự phong phú tương đối của các nhóm thực vật. Ở Bắc Mỹ, khoảng 57% các loài thực vật tuyệt chủng. Sự hồi phục các loài thực vật trong Paleocen bắt đầu với sự xâm chiếm của dương xỉ, được thể hiện như là đỉnh dương xỉ trong các địa tầng; tương tự như sự tái chiếm của dương xỉ được quan sát sau vụ phun trào ở núi St. Helen năm 1980.

Do sự phá hủy trên diện tổng thể của các loài thực vật ở ranh giới K-T, có sự gia tăng của các sinh vật hoại sinh như nấm, chúng không cần sự quang hợp và sử dụng chất dinh dưỡng từ thực vật phân hủy. Sự thống trị của nấm kéo dài chỉ vài năm trong lúc bầu khí quyển được dọn sạch và có nhiều chất hữu cơ để ăn. Khi bầu khí quyển đã được dọn sạch thì các sinh vật quang hợp như dương xỉ và các loài thực vật khác bắt đầu tái sinh. Tính đa bội dường như đã tăng cường khả năng sống sót qua sự tuyệt chủng của thực vật có hoa, có thể là do các bản sao bổ sung của bộ gen mà các loài thực vật này sở hữu cho phép chúng dễ dàng thích nghi hơn với sự thay đổi nhanh chóng của các điều kiện môi trường sau sự va chạm.

Động vật lưỡng cư

Không có dấu hiệu tuyệt chủng lớn của các loài lưỡng cư ở ranh giới K-T, và có dấu hiệu mạnh mẽ khẳng định rằng hầu hết các loài lưỡng cư đã sống sót một cách tương đối nguyên vẹn sau sự kiện này.

Các loài ếch nhái gần như sống sót cho đến Paleocen với một số ít loài tuyệt chủng. Tuy nhiên hồ sơ hóa thạch đối với các họ và các chi ếch nhái là thất thường.

Các loài thằn lằn vảy còn sống bao gồm Rhynchocephalia (tuatara) và Squamata (bò sát có vảy). Rhynchocephalia đã từng là một nhóm thằn lằn vảy phát triển rộng khắp vào đầu đại Trung Sinh, nhưng bắt đầu suy giảm vào giữa kỷ Phấn Trắng. Đại diện hiện nay của chúng là một chi duy nhất phân bố ở New Zealand.

Các loài Squamata, với các đại diện hiện nay như thằn lằn; rắn và thằn lằn giun, đã phân nhánh vào các hốc sinh thái khác nhau trong suốt kỷ Jura và phát triển mạnh mẽ trong suốt kỷ Phấn Trắng. Chúng đã sống sót qua ranh giới K-T và hiện là nhóm đa dạng và phát triển nhất trong số các loài bò sát với hơn 6.000 loài. Không có họ bò sát có vảy sống trên cạn nào mà người ta đã biết đến đã tuyệt chủng tại ranh giới này, và dấu hiệu hóa thạch chỉ ra rằng chúng đã không trải qua bất kỳ sự suy giảm đáng kể nào về số lượng. Kích thước nhỏ, trao đổi chất có thể thích nghi, và khả năng di chuyển đến các môi trường thích hợp hơn là yếu tố quan trọng cho khả năng sống còn của chúng vào Creta muộn và Paleogen sớm.

Bò sát Archosauria (Thằn lằn chúa)

Nhánh thằn lằn chúa (Archosauria) gồm 2 bộ còn sinh tồn là cá sấu (gồm các họ còn sinh tồn duy nhất là Alligatoridae, Crocodylidae và Gavialidae) và khủng long (Dinosauria, trong đó chim là nhóm các thành viên còn sinh tồn duy nhất), cùng với các loài khủng long phi điểu và thằn lằn có cánh (Pterosauria) đã tuyệt chủng.

Bò sát dạng cá sấu

10 họ bò sát dạng cá sấu (Crocodiliformes) hoặc các họ hàng gần của chúng có mặt trong các hóa thạch của tầng Maastricht, 5 trong số đó đã diệt vong trước ranh giới K-T. 5 họ đều có hóa thạch trong các trầm tích Maastricht và Paleocen. Tất cả các họ còn sinh tồn của Crocodyliformes sống trong các môi trường nước ngọt và trên cạn, trừ Dyrosauridae sống trong môi trường nước ngọt và nước mặn. Khoảng 50% đại diện của Crocodyliformes đã sống sót qua ranh giới K-T, xu hướng rõ ràng nhất là không có cá sấu lớn đã sống sót. Năm 2008, Jouve và cộng sự đã đề xuất rằng các loài bò sát dạng cá sấu biển còn nhỏ sống trong các môi trường nước ngọt như các loài cá sấu biển hiện đại, yếu tố này giúp chúng sống sót ở những nơi mà các loài bò sát biển khác bị tuyệt chủng; do các môi trường nước ngọt không bị ảnh hưởng mạnh mẽ ở sự kiện K–Pg như môi trường biển.

Thằn lằn có cánh
, loài thằn lằn có cánh được phát hiện ở Trung Quốc sinh sống trong Creta muộn.]]
Chỉ có một họ thằn lằn có cánh (Pterosauria), Azhdarchidae, có mặt rõ ràng trong tầng Maastricht, và nó bị tuyệt chủng ở ranh giới K-T. Các loài thằn lằn có cánh lớn này là các đại diện cuối cùng của nhóm đang suy giảm đã từng chứa khoảng 10 họ vào giữa kỷ Phấn Trắng. Các loài thằn lằn có cánh nhỏ hơn đã bị tuyệt chủng trước tầng Maastricht trong suốt thời gian diễn ra sự suy giảm các loài động vật nhỏ hơn trong khi các loài động vật lớn hơn trở nên phổ biến hơn. Trong khi sự kiện này diễn ra, các loài chim hiện đại trải qua sự đa dạng hóa và thay thế các nhóm chim cổ và thằn lằn có cánh, có thể là do sự cạnh tranh trực tiếp, hoặc chỉ đơn giản là chúng lấp đầy các hốc sinh thái rỗng.

Chim

Hầu hết các nhà cổ sinh vật học đều cho rằng chim là nhánh còn sinh tồn duy nhất của khủng long (xem bài nguồn gốc của chim). Tuy nhiên, tất cả các loài chim không thuộc nhóm chim hiện đại (Neornithes) đã bị tuyệt chủng, bao gồm cả các nhóm đang phồn thịnh như Enantiornithes (chim đối ngược) và Hesperornithes (chim hoàng hôn). Một vài phân tích hóa thạch chim chỉ ra rằng có sự phân nhánh các loài trước ranh giới K-T, và cho rằng các họ hàng của vịt, gà và đà điểu đã cùng tồn tại với các loài khủng long phi chim. Một lượng lớn các mẫu hóa thạch chim được thu thập đại diện cho một dải các loài khác nhau cung cấp các bằng chứng dứt khoát về sự tồn tại của các loài chim cổ trong vòng 300.000 năm của ranh giới K–Pg. Không có loài nào trong chúng được biết là đã sống sót cho đến thế Paleogen, và sự tồn tại của chúng vào cuối thời kỳ của tầng Maastricht do đó cung cấp những bằng chứng mạnh mẽ đối với sự tuyệt chủng hàng loạt của các loài chim cổ trùng khớp với sự va chạm của tiểu hành tinh Chicxulub. Một tỉ lệ nhỏ các loài chim kỷ Phấn Trắng đã sống sót sau sự kiện này và chúng phát triển thành các loài chim hiện nay. Hơn thế nữa, chỉ có một loài chim duy nhất chưa được đặt tên đã được xác định một cách chắc chắn sự tồn tại của chúng ở trên và dưới ranh giới K-Pg (nó có mặt trong hệ tầng Hell Creek thuộc tầng Maastricht và hệ tầng Fort Union thuộc tầng Đan Mạch.]]
Ngoài một vài tranh cãi, về cơ bản các nhà khoa học đồng ý rằng tất cả loài khủng long phi điểu tuyệt chủng ở ranh giới K-T. Các hóa thạch khủng long đã từng được diễn giải như là chỉ ra cả sự sụt giảm về đa dạng lẫn sự không sụt giảm về đa dạng trong khoảng thời gian vài triệu năm cuối của kỷ Phấn Trắng, và có thể là do chất lượng hóa thạch khủng long không đủ tốt để các nhà nghiên cứu phân biệt được các lựa chọn.

Sự tuyệt chủng diễn ra từ từ hay diễn ra đột ngột vẫn còn là điều gây tranh cãi, do cả hai quan điểm này đều có những bằng chứng hóa thạch hỗ trợ. Một nghiên cứu về 29 địa điểm hóa thạch trong dãy núi Pyrenees phần thuộc xứ Catalunya, Tây Ban Nha, châu Âu, năm 2010 cho rằng khủng long đã phát triển rất đa dạng cho đến thời điểm được cho là thiên thạch va chạm vào Trái Đất. Các quan điểm khác diễn giải hóa thạch trong đá dọc theo sông Red Deer ở Alberta, Canada, như là bằng chứng hỗ trợ cho quan điểm tuyệt chủng từ từ của các loài khủng long phi điểu; trong suốt 10 triệu năm cuối của các lớp đá tuổi Creta ở đây, số lượng các loài khủng long có vẻ giảm từ khoảng 45 xuống còn 12. Các nhà khoa học khác cũng đưa ra quan điểm tương tự.

Một số nhà nghiên cứu bảo vệ quan điểm về khủng long thế Paleocen. Các luận cứ này dựa trên việc phát hiện ra các dấu tích khủng long còn sót lại trong hệ tầng Hell Creek dày đến 1,3 m nằm phía trên và có tuổi trẻ hơn 40.000 năm so với ranh giới K–T. và Gondwanatheria đã sống sót qua sự kiện K–Pg, mặc dù chúng cũng phải chịu tổn thất. Đặc biệt, thú có túi đã gần như biến mất ở Bắc Mỹ, và Deltatheroida châu Á, các họ hàng nguyên thủy của thú có túi còn sinh tồn đã tuyệt chủng. Trong tầng đáy của hệ tầng Hell Creek ở Bắc Mỹ, ít nhất một nửa trong số 10 loài thú răng nhiều mấu đã được biết và tất cả 11 loài thú có túi đã không còn được tìm thấy bên trên ranh giới này.
Một nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng các loài thú đã không đa dạng hóa theo kiểu bùng nổ qua ranh giới K-T, mặc dù các hốc môi trường sẵn có được tạo ra bởi sự tuyệt chủng của khủng long. Một số bộ thú được giải đoán là đã đa dạng hóa ngay sau ranh giới K-T như Chiroptera (dơi) và Cetartiodactyla (một nhóm đa dạng, ngày nay bao gồm cá voi và cá heo và động vật guốc chẵn), điều này cho thấy thức ăn dồi dào ngay trước khi tuyệt chủng.

Ngoài các di chỉ hóa thạch khủng long dồi dào, còn có các hóa thạch thực vật minh họa cho sự suy giảm về số lượng loài thực vật qua ranh giới K-T. Trong các trầm tích bên dưới ranh giới K-T, xác thực vật chủ yếu là các hạt phấn hoa của thực vật hạt kín, nhưng lớp ranh giới thực sự chứa ít bào tử phấn hoa và chủ yếu là bào tử dương xỉ. Mức độ bào tử phấn hoa bình thường dần dần hồi phục ở trên lớp ranh giới. Điều này tương tự như điều xảy ra ở những khu vực bị tàn phá bởi các vụ phun trào núi lửa ngày nay, ở những nơi này sự hồi phục do các loài dương xỉ dẫn đầu và sau đó chúng được thay thế bởi các loài thực vật hạt kín to lớn hơn.

Hóa thạch biển
Sự tuyệt chủng hàng loạt các loài phiêu sinh vật biển có thể đã xảy ra đột ngột, ngay tại ranh giới K-T. Các chi cúc đá bị tuyệt chủng tại hoặc gần ranh giới K-T; tuy nhiên, có một sự tuyệt chủng chậm hơn và nhỏ hơn của các loài cúc đá trước ranh giới này liên quan đến đợt biển thoái vào Creta muộn. Sự tuyệt chủng từ từ của hầu hết các loài hai mảnh vỏ họ Inoceramidae bắt đầu khá sớm từ trước ranh giới K-T, và sự sụt giảm nhỏ, từ từ trong sự đa dạng của các loài cúc đá đã diễn ra trong suốt thời kỳ Creta rất muộn. Việc phân tích sâu hơn cho thấy rằng một số quá trình đã đang diễn ra trong các biển kỷ Phấn Trắng muộn và chồng chéo một phần theo thời gian, sau đó thì kết thúc với sự tuyệt chủng hàng loạt đột ngột. Các nhà khoa học cũng tìm thấy rằng có rất ít các lớp đáy liên tục chứa hóa thạch trải qua một khoảng thời gian từ vài triệu năm trước ranh giới sự kiện tuyệt chủng K–Pg đến vài triệu năm sau ranh giới đó. Cũng có những suy đoán trước đó về khả năng có một sự kiện va chạm, nhưng đây là bằng chứng đầu tiên được phát hiện ra.

Sự va chạm này có thể đã làm ức chế quá trình quang hợp do nó tạo ra các đám mây bụi làm giảm năng lượng Mặt Trời đến bề mặt Trái Đất, và giải phóng các sol khí axit sulfuric vào tầng bình lưu, các yếu tố này có thể làm giảm năng lượng Mặt Trời đến bề mặt Trái Đất từ 10-20%. Phải mất ít nhất 10 năm để các sol khí này phân hủy, chừng ấy thời gian cũng đủ để gây ra sự kiện tuyệt chủng các loài thực vật và thực vật phiêu sinh, và các loài sinh vật phụ thuộc vào chúng (như các loài thú săn mồi cũng như thú ăn cỏ). Các sinh vật nhỏ ăn các mảnh vụn thức ăn có thể có cơ hội để sống sót.

Sự va chạm cũng có thể gây ra mưa axít tùy thuộc vào loại đá cấu tạo nên tiểu hành tinh va chạm. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho rằng ảnh hưởng này tương đối nhỏ, nó có thể kéo dài khoảng 12 năm.

Một ngiên cứu sau đó xác định rằng hố va chạm Chicxulub bị chôn vùi dưới Chicxulub trên bờ biển của Yucatán, México là một hố va chạm trùng khớp với tuổi giả thiết của Alvarez đưa ra. Hố này được xác định năm 1990 dựa trên công trình của Glen Penfield được hoàn thành năm 1978, nó có hình ovan với đường kính trung bình khoảng 180&nbsp;km, gần bằng với kích thước mà nhóm Alvarez đã tính toán. Hình dạng và vị trí của hố này ám chỉ những nguyên nhân sâu xa của sự phá hủy ngoài đám mây bụi. Tiểu hành tinh chạm vào đại dương và có thể đã gây ra các trận siêu sóng thần, các dấu vết đã được tìm thấy ở một vài nơi trong vùng cát biển Caribbe và đông Hoa Kỳ ở những nơi mà lúc đó là đất liền, và các mảnh vụn thực vật và đá lục địa trong các trầm tích biển được định tuổi cùng lúc với sự kiện va chạm. Thiên thạch va chạm vào lớp thạch cao (calci sulfat) đã tạo ra một lượng lớn sol khí lưu huỳnh điôxit. Yếu tố này có thể đã làm giảm ánh sáng Mặt Trời chiếu đến Trái Đất và sau đó là mưa axit làm chết các loài thực vật, phiêu sinh vật và các sinh vật có vỏ làm bằng calci cacbonat (coccolithophore và mollusca). Vào tháng 2 năm 2008, một nhóm nghiên cứu đã sử dụng các hình ảnh địa chấn về hố va chạm để xác định rằng sự va chạm đã xảy ra dưới nước ở độ sâu lớn hơn so với các giả định trước đây. Họ cho rằng yếu tố này đã làm gia tăng lượng sol khí sulfat trong khí quyển tạo ra sự chết chóc hàng loạt do thay đổi môi trường và do mưa axit.

Hầu hết các nhà cổ sinh vật học ngày nay đồng ý rằng một tiểu hành tinh đã va chạm vào Trái Đất vào khoảng thời gian cách đây 65 Ma, nhưng cũng còn tranh cãi rằng liệu sự va chạm này có phải là nguyên nhân duy nhất gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt. Có bằng chứng rằng có một giai đoạn khoảng 300 ka từ khi va chạm xảy ra đến khi tuyệt chủng hàng loạt. Năm 1997, nhà cổ sinh vật học Sankar Chatterjee đưa ra đề xuất rằng có một hố va chạm lớn hơn tên Shiva với đường kính 600&nbsp;km đã xảy ra cùng thời gian đó.

Năm 2007, một giả thiết đã đưa ra lập luận để giải thích sự va chạm đã tiêu diệt các loài khủng long các đây 65 Ma thuộc nhóm tiểu hành tinh Baptistina. Điều này gây chú ý đến giới nghiên cứu dựa trên những nguồn tài liệu có uy tín, một phần do có rất ít chất rắn của các tiểu hành tinh thuộc nhóm này được quan sát. Một nghiên cứu gần đây phát hiện rằng 298 Baptistina không có cùng dữ liệu hóa học với nguồn đã gây ra sự va chạm. Mặc dù phát hiện này có thể có sự liên hệ giữa họ Baptistina và sự va chạm K-Pg là khó chứng minh, nhưng cũng không loại trừ khả năng đó.

Vào tháng 3 năm 2010, một hội thảo quốc tế về các giả thiết liên quan đến tiểu hành tinh đặc biệt là sự va chạm Chicxulub, được xem là nguyên nhân gây ra tuyệt chủng. Một nhóm gồm 41 nhà khoa học đã xem lại các tài liệu ấn hành trong vòng 20 năm và cũng đã loại trừ những giả thuyết khác như siêu núi lửa. Họ đã xác định rằng một khối đá có kích thước 10–15&nbsp;km đã va chạm vào Trái Đất tại Chicxulub bán đảo Yucatán ở México. Vụ va chạm có thể đã giải phóng một lượng năng lượng tương đương 100&nbsp;×&nbsp;1012 tấn TNT, lớn hơn khoảng 5 tỷ lần năng lượng của quả bom nguyên tử thả xuống Nagasaki và Hiroshima.

Phun trào núi lửa tại trap Deccan

Trước năm 2000, các luận cứ cho rằng các dòng lũ bazan trap Deccan đã gây ra sự tuyệt chủng thường gắn liền với quan điểm cho rằng quá trình tuyệt chủng diễn ra từ từ, do các dòng lũ bazan được cho là bắt đầu diễn ra trong khoảng 68 Ma và kéo dài hơn 2 triệu năm. Bằng chứng gần đây nhất cho thấy các trap này phun trào hơn 800.000 năm kéo qua ranh giới K-T, và do đó có thể nó đóng vai trò trong sự tuyệt chủng và sự hồi phục sinh học chậm sau đó.

Các trap Deccan có thể là nguyên nhân gây tuyệt chủng theo một số cơ chế như sự giải phóng bụi và các sol khí sulfuric vào không khí làm ngăn chặn ánh sáng Mặt Trời và giảm quá trình quang hợp của thực vật. Ngoài ra, hoạt động núi lửa trap Deccan có thể sinh ra một lượng cacbon dioxide lớn gây ra hiệu ứng nhà kính khi bụi và sol khí chiếm toàn bộ khí quyển.

Trong những năm khi mà giả thuyết trap Deccan còn gắn với sự tuyệt chủng từ từ, Luis Walter Alvarez (1911-1988) đã cho rằng các nhà cổ sinh vật học bị lầm lạc do thiếu hụt dữ liệu. Trong khi khẳng định của ông ban đầu không được ủng hộ, nhưng các nghiên cứu thực địa sau đó về các lớp đáy hóa thạch lại nghiêng về phía tuyên bố của ông. Cuối cùng thì hầu hết các nhà cổ sinh vật học bắt đầu chấp nhận ý tưởng rằng sự tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Phấn Trắng chủ yếu hay một phần là do sự va chạm của tiểu hành tinh vào Trái Đất. Tuy nhiên, ngay cả Walter Alvarez cũng đã thừa nhận rằng có các thay đổi lớn khác trên Trái Đất đã xảy ra ngay trước sự va chạm, như mực nước biển tụt xuống và các hoạt động phun trào núi lửa diễn ra mạnh mẽ đã tạo ra các trap Deccan ở Ấn Độ, và các thay đổi này có thể đã góp phần tạo ra sự tuyệt chủng.

Sự va chạm của các tiểu hành tinh nhiều lần

Có nhiều hố va chạm khác cũng được tạo ra vào thời điểm ranh giới K-T. Quan điểm này cho rằng có khả năng có nhiều vụ va chạm liên tục đã xảy ra, đó có thể là những mảnh thiên thạch hay những mảnh vỡ của tiểu hành tinh tương tự như sao chổi Shoemaker-Levy 9 đã tạo nên hố va chạm trên Sao Mộc. Ngoài hố va chạm Chicxulub đường kính 180&nbsp;km, còn có hố va chạm Boltysh với đường kính 24&nbsp;km ở Ukraina có tuổi , hố va chạm Silverpit có đường kính 20&nbsp;km ở biển Bắc có tuổi , và một hố va chạm khác có đường kính lớn hơn vẫn đang còn tranh cãi là hố va chạm Shiva có đường kính 600&nbsp;km. Những hố va chạm khác có thể được hình thành trong đại dương Tethys có thể biến mất do các hoạt động kiến tạo như sự trôi dạt về phía bắc của mảng châu Phi và Ấn Độ.

Biển thoái Maastricht

Có bằng chứng rõ ràng về mực nước biển sụt giảm vào giai đoạn cuối của kỷ Phấn Trắng thấp hơn so với các thời gian khác trong Đại Trung sinh. Trong một số lớp đá thuộc tầng Maastricht có mặt ở nhiều nơi trên thế giới, các lớp nằm trên có nguồn gốc lục địa trong khi các lớp nằm dưới có nguồn gốc ven bờ và các lớp sớm hơn nữa đặc trưng cho đáy biển. Các lớp này không thể hiện tính nằm nghiêng và không có biến dạng liên quan đến kiến tạo sơn, do đó giải thích hợp lý nhất là do biển thoái. Không có bằng chứng trực tiếp về nguyên nhân gây ra biển thoái, nhưng cách giải thích hiện được chấp nhận như là có thể nhất là do các sống núi giữa đại dương trở nên ít hoạt động hơn và do đó bị nhấn chìm do khối lượng của nó.

Biển thoái mạnh có thể đã làm giảm nhiều diện tích thềm lục địa, nơi có các loài sinh vật biển nhiều nhất, và do đó có thể đã làm cho sự tuyệt chủng hàng loạt ở biển xảy ra. Tuy nhiên, một nghiên cứu khác kết luận rằng sự biến đổi này có thể đã không đủ gây ra sự kiện này nếu quan sát chỉ dựa trên mức độ tuyệt chủng của cúc đá. Biển thoái cũng có thể đã gây ra các biến đổi khí hậu, một phần bằng cách làm thay đổi chế độ gió và dòng hải lưu và một phần làm giảm suất phản chiếu của Trái Đất và do đó làm tăng nhiệt độ toàn cầu.

Biển thoái cũng tạo ra sự mất đi của các biển nông nằm một phần trong lục địa như Western Interior Seaway ở Bắc Mỹ. Việc mất đi các biển này đã làm thay đổi lớn môi trường sống của sinh vật, xóa bỏ các đồng bằng ven biển 10 triệu năm trước khi sự đa dạng hóa của các loài phát triển ở các nơi này như được ghi nhận trong hệ tầng Dinosaur Park. Một hậu quả khác là sự mở rộng của các môi trường nước ngọt, do các dòng chảy trên lục địa phải đi qua một khoảng cách dài hơn trước khi đổ ra biển. Khi yếu tố này xuất hiện đó là điều kiện lý tưởng cho các loài động vật có xương sống nước ngọt phát triển.

Nhiều nguyên nhân khác

Trong một bài báo, J. David Archibald và David E. Fastovsky đã thảo luận về một kịch bản bao gồm 3 nguyên nhân chính: núi lửa, biển thoái, và sự va chạm của các vật thể ngoài Trái Đất. Theo kịch bản này, các quần thể lục địa và biển đã chịu áp lực bởi các thay đổi về số lượng và mất môi trường sống. Khủng long là loài động vật có xương sống lớn nhất bị ảnh hưởng đầu tiên khi môi trường thay đổi, và sự đa dạng của chúng suy giảm. Cùng lúc đó các vật liệu dạng hạt từ hoạt động núi lửa làm khí hậu trên một số vùng của Trái Đất lạnh và khô đi. Sau đó, một sự va chạm xảy ra làm cho chuỗi thức ăn dựa trên quá trình quang hợp cả trên đất liền và dưới biển bị phá vỡ. Sự khác biệt chính giữa giả thiết này và các giả thiết từng nguyên nhân riêng lẻ ở chỗ những người theo giả thiết này thì cho rằng các nguyên nhân riêng lẻ không đủ mạnh để gây ra tuyệt chủng hoặc không thể tạo ra kiểu tuyệt chủng phân loại loài.

Xem thêm
Năm vụ đại tuyệt chủng

Tham khảo
Chú giải

Chú thích

;Văn liệu

Liên kết ngoài