Thành viên:Akzx/nháp 6

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Archaeopteryx[sửa | sửa mã nguồn]

Mẫu Berlin (Archaeopteryx siemensii).

Archaeopteryx, đôi khi gọi là Urvogel, là một chi khủng long giống chim chuyển tiếp giữa khủng long có lông và chim hiện đại. Tên gọi bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp cổ ἀρχαῖος nghĩa là "cổ" và πτέρυξ nghĩa là "lông" hay "cánh". Giai đoạn cuối thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 21, các nhà cổ sinh vật học và các sách tham khảo phổ cập nhìn chung chấp nhận Archaeopteryx, một thành viên của nhóm Avialae, là chim cổ nhất được biết. Từ đó, người ta đã nhận dạng một số loại Avialae tiềm năng cổ hơn như Anchiornis, Xiaotingia, và Aurornis.

Archaeopteryx sống vào Jura muộn khoảng 150 triệu năm trước ở nơi mà nay là miền nam nước Đức, khi mà châu Âu còn là một quần đảo tọa lạc trên vùng biển nhiệt đới ấm, nông, gần xích đạo hơn bây giờ nhiều. Archaeopteryx có kích cỡ ngang ác là Á Âu, loài lớn nhất có thể đạt chiều dài 0,5 m (1 ft 8 in). Bất chấp kích cỡ nhỏ, cánh rộng suy ra khả năng bay lượn, Archaeopteryx giống những loại khủng long nhỏ đại Trung Sinh hơn là chim hiện đại. Cụ thể, chúng có những điểm giống với DromaeosauridaeTroodontidae: hàm có răng sắc, ba ngón tay có vuốt, đuôi xương dài, ngón chân thứ hai có thể thò dài, lông vũ, và các đặc điểm bộ xương.

Bởi vậy, Archaeopteryx rõ ràng là ứng viên cho hóa thạch chuyển tiếp giữa khủng long phi chim và chim. Vì thế nên chúng đóng một vai trò quan trọng trong công tác nghiên cứu không chỉ nguồn gốc của chim mà còn về khủng long. Chi được đặt tên từ một chiếc lông vũ vào năm 1861. Cũng trong năm đó, người ta đã thông báo mẫu vật Archaeopteryx hoàn thiện đầu tiên. Qua nhiều năm, thêm 10 hóa thạch Archaeopteryx đã được khai quật. Mặc cho một vài khác biệt, số đông chuyên gia cho rằng tất cả tàn tích thu thập được đều thuộc về một loài, dù vẫn còn tranh cãi về điều này.

Hầu hết hóa thạch có dấu lông vũ. Vì những lông vũ này là của một hình thái tân tiến (lông bay), các hóa thạch đã chứng minh lông vũ bắt đầu tiến hóa trước Jura muộn. Ẩn điển mẫu Archaeopteryx được khám phá chỉ hai năm sau khi Charles Darwin công bố tác phẩm On the Origin of Species (Về nguồn gốc các loài). Archaeopteryx có vẻ đã chứng thực các lý thuyết của Darwin và từ đó trở thành phần chứng cứ then chốt cho các vấn đề nguồn gốc của chim, tranh luận về hóa thạch chuyển tiếp, và xác nhận sự tiến hóa.

Tháng 3 năm 2018, các nhà khoa học báo cáo Archaeopteryx có vẻ bay được, nhưng cách thức thì về cơ bản khác với chim hiện đại.

Cổ sinh thái[sửa | sửa mã nguồn]

Archaeopteryx săn Compsognathus

Sự sống phong phú và đa dạng ở Solnhofen Plattenkalk, nơi con người tìm ra mọi mẫu vật Archaeopteryx, cho thấy Bavaria kỷ Jura xưa kia rất khác ngày nay. Vĩ độ là tương tự Florida, song khí hậu có vẻ khô hơn suy từ những hóa thạch thực vật thích nghi với điều kiện khô hạn và việc thiếu vắng trầm tích sông ngòi. Chứng cứ thực vật, cho dù hiếm, bao gồm tuếthông, trong khi động vật là số lượng lớn côn trùng, thằn lằn nhỏ, dực long, và Compsognathus.

Tình trạng hóa thạch Archaeopteryx và những hóa thạch khác ở Solnhofen cho thấy chúng không di chuyển xa trước khi được bảo quản. Vậy nên các mẫu vật Archaeopteryx tìm được có vẻ từng sống trên những hòn đảo thấp quanh đầm phá Solnhofen chứ không là những xác chết trôi dạt từ nơi xa khác. Số lượng xương của Archaeopteryx ở Solnhofen ít hơn hẳn dực long với 7 chi tìm được. Có thể kể ra như Rhamphorhynchus thuộc họ Rhamphorhynchidae thống lĩnh hốc sinh thái của chim biển hiện nay, chi này tuyệt chủng lúc kỷ Jura khép lại. Vì mức độ phổ biến của dực long, các mẫu vật tìm được không có vẻ là của cá thể phiêu bạt từ các đảo lớn hơn cách đó 50 km (31 dặm) về phía bắc.

Các đảo xung quanh đầm phá Solnhofen là thấp, bán khô cằn, cận nhiệt đới với mùa khô dài và ít mưa. Lưu vực Orca ở Bắc vịnh Mexico là ví dụ về một địa điểm ngày nay sở hữu điều kiện giống Solnhofen, cho dù nơi này sâu hơn hẳn. Quần thực vật của quần đảo thích nghi với tình trạng khô và chủ yếu gồm cây bụi thấp (cao 3 m (10 ft)). Thực vật lớn dường như không có mấy trên các đảo, trái với những bản dựng Archaeopteryx leo cây to; người ta chỉ phát hiện vài thân cây trong trầm tích và không thấy phấn hoa hóa thạch.

Không dễ để phục dựng lối sống của Archaeopteryx và có một vài lý thuyết bàn về vấn đề này. Một số nhà nghiên cứu đề xuất Archaeopteryx chủ yếu sống trên mặt đất trong khi số khác cho rằng chúng chủ yếu sống trên cây. Việc thiếu cây không loại bỏ khả năng thứ hai khi có những loài chim chỉ sống trong đám cây bụi thấp. Vẻ hình thái của Archaeopteryx chỉ ra chúng có thể sống cả ở chỗ cây lẫn dưới đất, như là chiều dài cẳng chân và bàn chân kéo dài. Một số tác giả nhận định Archaeopteryx kiếm ăn cả trên mặt đất, trong đám cây bụi, và bờ đầm phá. Chúng gần như săn con mồi nhỏ và tùy vào kích cỡ mà dùng hàm hay vuốt để tóm mồi.

Titan (vệ tinh)[sửa | sửa mã nguồn]

Titan ảnh màu thực. Khí quyển dày có màu cam do khói mù nitơ hữu cơ đặc

Titanvệ tinh lớn nhất của Sao Thổ. Đây là vệ tinh duy nhất có khí quyển đặc và thiên thể duy nhất ngoài Trái Đất mà con người tìm thấy bằng chứng rõ ràng về những khối chất lỏng ổn định trên bề mặt.

Titan cách xa Sao Thổ thứ sáu trong số các vệ tinh. So với Mặt Trăng, Titan to gấp rưỡi, nặng gấp 1,8 và thường được mô tả là giống hành tinh. Trong Hệ Mặt Trời, Titan là vệ tinh lớn thứ hai sau Ganymede của Sao Mộc và lớn hơn Sao Thủy, hành tinh nhỏ nhất cho dù khối lượng chỉ bằng 40%. Vào năm 1655, nhà thiên văn học người Hà Lan Christiaan Huygens đã phát hiện ra Titan, vệ tinh đầu tiên của Sao Thổ và vệ tinh thứ sáu mà con người biết đến (sau Mặt Trăng và bốn vệ tinh Galileo của Sao Mộc). Titan quay ở khoảng cách 20 lần bán kính Sao Thổ. Sao Thổ nhìn từ Titan to gấp 11,4 lần Mặt Trăng nhìn từ Trái Đất.

Titan có cấu tạo chủ yếu gồm băng và đá. Giống như Sao Kim trước kỷ nguyên không gian, lớp khí quyển mờ đặc đã ngăn không cho con người tìm hiểu về bề mặt Titan cho đến khi sứ mệnh Cassini–Huygens năm 2004 tiết lộ thông tin mới trong đó có các hồ hiđrôcacbon lỏng ở địa cực. Bề mặt địa chất trẻ nhìn chung nhẵn, ít hố va chạm, cho dù người ta đã phát hiện những dãy núi và có thể là một vài núi lửa băng.

Khí quyển Titan chủ yếu gồm nitơ, các thành phần nhỏ khác giúp tạo ra mây metan, etan và khói hữu cơ giàu nitơ. Khí hậu (gió và mưa) ban cho bề mặt Titan những đặc điểm giống Trái Đất như đụn cát, châu thổ, sông, hồ, biển (khả năng là metan và etan lỏng). Chi phối khí hậu là các kiểu thời tiết theo mùa như trên Trái Đất. Với chất lỏng cả ở bề mặt lẫn cận bề mặt cùng khí quyển nhiều nitơ, Titan có chu trình metan tương tự chu trình nước trên Trái Đất song tại nhiệt độ thấp hơn nhiều vào cỡ 94 K (−179,2 °C).

Khí hậu[sửa | sửa mã nguồn]

Xoáy cực phía trên cực nam

Nhiệt độ bề mặt Titan vào cỡ 94 K (−179,2 °C). Tại mức nhiệt này, băng có áp suất hơi cực thấp nên lượng nhỏ hơi nước hiện diện hạn chế đến tầng bình lưu. Titan nhận lượng ánh sáng mặt trời ít hơn Trái Đất 100 lần, 90% số đó bị khí quyển hấp thụ và chỉ 10% tới được bề mặt.

Metan trong khí quyển gây nên hiệu ứng nhà kính trên bề mặt mà nếu không có nó Titan sẽ lạnh hơn nhiều. Tuy nhiên, khói mù lại phản xạ ánh sáng vào không gian, phần nào xóa bỏ hiệu ứng và khiến bề mặt Titan lạnh hơn nhiều thượng tầng khí quyển.

Mây metan (ảnh động, tháng 7 năm 2014)

Mây trên Titan rải rác và biến đổi với thành phần gồm metan, etan hoặc các chất hữu cơ khác. Những phát hiện của tàu thăm dò Huygens cho thấy khí quyển Titan trút mưa metan và các chất hữu cơ lỏng xuống bề mặt định kỳ.

Mây thường che phủ 1% nửa bề mặt Titan, dù vậy có những lúc người ta đã quan sát thấy độ che phủ mở rộng đến 8%. Có giả thuyết cho rằng mây ở bán cầu nam hình thành khi lượng ánh sáng mặt trời tăng cường vào mùa hè phương nam tạo sự nâng lên trong khí quyển dẫn đến đối lưu. Cách giải thích này còn nhập nhằng do mây hình thành không chỉ sau hạ chí mà còn vào giữa mùa xuân. Hàm lượng metan gia tăng tại cực nam có thể đã góp phần làm tăng kích cỡ mây. Vào năm 2010, quỹ đạo Sao Thổ chi phối chuyển động của Titan đã đẩy bắc bán cầu Titan vào vùng ánh sáng mặt trời, trước đó ở nam bán cầu Titan là mùa hè. Khi mùa thay đổi, etan được dự kiến sẽ bắt đầu kết tụ phía trên cực nam.

Hoại thư[sửa | sửa mã nguồn]

Hoại thư khô tác động đến ngón chân, một hệ quả của bệnh động mạch ngoại biên

Hoại thư là một dạng chết mô (hoại tử) do thiếu nguồn cung máu hoặc nhiễm khuẩn. Tình trạng đe dọa tính mạng tiềm tàng này có thể xảy ra sau chấn thương, nhiễm trùng, hoặc ở những người mắc vấn đề sức khỏe ảnh hưởng đến tuần hoàn máu. Triệu chứng bao gồm da chuyển sang màu đỏ hoặc đen, tê liệt, sưng phù, đau đớn, lở loét. Chân và tay là những bộ phận hay bị nhất. Các loại hoại thư nhất định có thể biểu hiện sốt hay nhiễm trùng huyết.

Các nhân tố nguy cơ gồm tiểu đường, bệnh động mạch ngoại biên, hút thuốc, chấn thương nặng, nghiện rượu, HIV/AIDS, bỏng lạnh, và hội chứng Raynaud. Hoại thư có thể được phân loại thành hoại thư khô, hoại thư ướt, hoại thư sinh hơi, hoại thư nội, và viêm cân mạc hoại tử. Công tác chẩn đoán căn theo triệu chứng và kết quả xét nghiệm.

Cách thức điều trị là phẫu thuật loại bỏ mô chết, sử dụng kháng sinh để chống nhiễm trùng, và cố gắng xử trị nguyên nhân gốc rễ. Hình thức phẫu thuật là mở ổ, cắt bỏ, hay liệu pháp dòi. Các nguyên nhân căn bản được chú tâm hậu chữa trị; theo đó cần có sự thay đổi về lối sống như bỏ thuốc lá, kiểm soát đái đường tốt hơn, khôi phục tuần hoàn máu, hay hiếm hơn là liệu pháp y tế nhằm chấm dứt tình trạng co thắt mạch.

Hoại thư khô[sửa | sửa mã nguồn]

Hoại thư khô là một dạng hoại tử đông phát triển trong thiếu máu mà ở đó lượng máu cung cấp là không đủ để giữ cho mô tồn tại. Đây không phải là bệnh mà là triệu chứng của bệnh khác. Nguyên nhân thường là do bệnh động mạch ngoại biên hoặc có thể là thiếu máu chi cấp tính. Việc thiếu ôxy trong các chi thiếu máu hạn chế sự thối rữa và ngăn không cho vi khuẩn tồn tại. Vùng bị tác động khô, quắt lại và chuyển màu tối. Ranh giới phân cách thường gây nên chia tách hoàn toàn mà nếu không phẫu thuật loại bỏ thì phần mô hoại thư cuối cùng sẽ rụng ra, một quá trình gọi là tự cắt cụt.

Hoại thư khô là kết cục của thiếu máu cục bộ mạn tính phi nhiễm trùng. Nếu thiếu máu được phát hiện sớm, khi mới chỉ xuất hiện những thương tổn thay vì hoại thư, thì có thể điều trị bằng tái tạo mạch (bắc cầu hay tạo hình mạch). Còn đến khi mà hoại thư đã phát triển thì không thể cứu chữa phần mô chịu tác động. Bởi hoại thư khô không có nhiễm trùng theo kèm nên không nguy cấp như hoại thư sinh hơi hay hoại thư ướt, hai loại có rủi ro nhiễm trùng huyết. Song qua thời gian, hoại thư khô có thể trở thành hoại thư ướt nếu nhiễm trùng phát triển trong mô chết.

Tiểu đường là nhân tố nguy cơ đối với bệnh động mạch ngoại biên và do đó là nguy cơ dẫn đến hoại thư khô. Tuy nhiên, bệnh này còn có thể dẫn đến hoại thư ướt, đặc biệt ở những bệnh nhân đường huyết kém kiểm soát do glucose huyết tăng tạo môi trường thuận lợi cho nhiễm khuẩn.

Hoại thư ướt[sửa | sửa mã nguồn]

Hoại thư ướt có nét đặc trưng là vi khuẩn phát đạt và tiên lượng xấu (so với hoại thư khô) do nhiễm trùng huyết hệ quả từ việc dịch nhiễm tự do hòa nhập dịch tuần hoàn. Ở hoại thư ướt, các vi sinh vật hoại sinh (gây thối rữa, ví dụ như Clostridium perfringens hay Bacillus fusiformis) khiến mô sưng và tỏa mùi hôi. Loại hoại thư này thường phát triển nhanh do tắc tĩnh mạch (chủ yếu) hoặc động mạch. Phần bị tác động thấm đẫm máu ứ, phù, mềm, thối rữa, sẫm màu, thúc đẩy vi khuẩn sinh sôi nhanh. Các sản phẩm độc vi khuẩn tạo ra bị hấp thu gây nên biểu hiện nhiễm trùng huyết và cuối cùng là tử vong.

Vì hoại thư ướt có tỉ lệ tử vong cao, thủ thuật cắt bỏ thường là cần thiết để hạn chế hiệu ứng nhiễm trùng toàn thân. Việc cắt bỏ có thể chuyển về kiểu chính thức như trên hay dưới gối.

Hoại thư sinh hơi[sửa | sửa mã nguồn]

Hoại thư sinh hơi ở khung chậu và chân phải. Ta có thể thấy đùi phải phù nề, đổi màu, có bóng khí và dịch chảy ra. Lúc bức ảnh này được chụp, bệnh nhân đang bị sốc, sắp sửa trải qua ca phẫu thuật cắt bỏ khớp chậu một bên và qua đời chưa đầy tám tiếng sau.

Hoại thư sinh hơi là tình trạng nhiễm vi khuẩn tạo khí trong mô. Sự nhiễm trùng lan nhanh bởi khí do vi khuẩn tạo ra mở rộng và thâm nhập mô lành liền kề. Vì khả năng lan nhanh sang các mô xung quanh, hoại thư sinh hơi luôn được xem là tình trạng cấp cứu.

Thủ phạm gây hoại thư sinh hơi là các loài Clostridium sản ngoại độc tố chủ yếu được tìm thấy trong đất hay những sinh vật yếm khí khác như BacteroidesStreptococcus. Các loại vi khuẩn ngoài môi trường này có thể xâm nhập cơ qua vết thương rồi sinh sôi trong mô hoại tử và tiết độc tố mạnh phá hủy mô gần kề đồng thời tạo ra khí. Khí có thành phần 5,9% hiđrô, 3,4% cacbon điôxit, 74,5% nitơ, và 16,1% ôxy theo báo cáo ở một ca bệnh.

Hoại thư sinh hơi có thể dẫn tới hoại tử, nhiễm trùng huyết, và sốc nhiễm khuẩn. Tiến trình này thường diễn ra rất nhanh.

Thường thì không dễ để nhận biết mức độ tổn thương cơ vì C. perfringens có thể hoạt động ở những lớp màng cơ sâu hơn dưới da. Không như những loại nhiễm khuẩn yếm khí khác, dịch chảy ra thường không có mủ và loãng hơn nhiều do lecithinase và những độc tố khác mà các loài Clostridium sản sinh làm ly giải bạch cầu trung tính.

Các sinh vật yếm khí trong đất thích nghi đặc biệt tốt với điều kiện khắc nghiệt. Thường có sự khan hiếm dinh dưỡng, sự cạnh tranh tới từ nhiều loài khác, việc pH và nhiệt độ biến đổi. Vi khuẩn thường sở hữu năng lực sản ngoại độc tố để cạnh tranh trong môi trường tự nhiên. Khi vào cơ thể vật chủ sống, những vi khuẩn này gặp được nguồn dinh dưỡng bao la, nhiệt độ ấm, nước dồi dào cho phép chúng sinh sôi nhanh chóng, vượt xa năng lực phòng thủ của hệ miễn dịch. Số lượng nhiều cùng khả năng nhân bản của vi khuẩn gây nhiễm trùng nghiêm trọng đi kèm với đó là một lượng ngoại độc tố lớn sản sinh khiến phần mô cục bộ bị tổn thương nặng. C. perfringens tiết ra độc tố alpha, nhân tố chủ chốt trong sinh bệnh học hoại thư sinh hơi.

Nhiễm trùng nặng, tổn thương nghiêm trọng, và năng lực hệ miễn dịch suy giảm dẫn đến nhiễm trùng huyết toàn thân. Tình trạng này một phần do gánh nặng đè lên hệ miễn dịch tương ứng là việc giải phóng các cytokine gây viêm và độc tố vi khuẩn lan tỏa. Kết cục dễ là tử vong do sốc nhiễm khuẩn kết hợp các hiệu ứng gây hại vô tình của phản ứng miễn dịch.

Cách điều trị thường là mở ổ và cắt cụt. Chỉ mình kháng sinh (như penicillin) hòa tan không hiệu quả do không thâm nhập đủ vào cơ, dù cho penicillin tác dụng với C. perfringens. Khi hoại thư sinh hơi xảy ra ở những nơi như khoang bụng, bệnh nhân có thể được điều trị trong phòng bội áp giàu ôxy. Ôxy tràn vào mô nhiễm ngăn không cho Clostridium có bản chất kỵ khí sinh trưởng. C. perfringens bị ức chế sinh trưởng khi áp suất riêng phần ôxy đạt cỡ 9–10 kPa, vậy nên nếu quá trình điều trị được khởi động sớm thì bệnh nhân hầu như sẽ qua khỏi.

Lịch sử Trái Đất[sửa | sửa mã nguồn]

Lịch sử Trái Đất liên quan đến quá trình phát triển của hành tinh Trái Đất từ lúc hình thành đến nay. Gần như mọi nhánh của khoa học tự nhiên đều góp phần giúp chúng ta hiểu biết về những sự kiện quan trọng đã diễn ra trong quá khứ của Trái Đất, tiêu biểu là sự biến đổi không ngừng về mặt địa chấttiến hóa sinh học.

Thang thời gian địa chất được định ra bởi quy ước quốc tế mô tả những quãng thời gian dài từ thưở bình minh của Trái Đất cho đến ngày nay. Trái Đất hình thành khoảng 4,54 tỉ năm trước do hoạt động bồi tụ từ tinh vân mặt trời. Khí thải từ núi lửa có lẽ đã tạo ra bầu khí quyển nguyên thủy rồi đến đại dương, song khí quyển ban đầu không có ôxy. Đa phần Trái Đất nóng chảy do việc thường xuyên va chạm với những thiên thể khác đã đẩy hoạt động núi lửa lên cùng cực. Vào thời kỳ đầu của Trái Đất, một vụ va chạm rất lớn với Theia, thiên thể có kích cỡ hành tinh, được cho là đã tạo ra Mặt Trăng. Qua thời gian, Trái Đất nguội dần tạo điều kiện cho một lớp vỏ cứng hình thành và nước lỏng xuất hiện trên bề mặt.

Liên đại Thái Viễn Cổ là khoảng thời gian trước khi con người ghi nhận sự sống đáng tin, bắt đầu khi Trái Đất hình thành và kết thúc vào 4 tỉ năm trước. Các liên đại Thái CổNguyên Sinh đã khởi sinh sự sống trên Trái Đất và bước tiến hóa đầu tiên. Liên đại Hiển Sinh kế cận được chia thành ba đại: Cổ Sinh là thời đại của động vật chân khớp, , và sự sống đầu tiên trên mặt đất; Trung Sinh trải qua những giai đoạn trỗi dậy, ngự trị, và suy vong của khủng long; và Tân Sinh chứng kiến sự nổi lên của động vật có vú.

Hominini, tổ tiên xa xưa nhất của loài người, xuất hiện vào khoảng 13 đến 4 triệu năm trước trong thế Miocen. Kỷ Đệ Tứ là quãng thời gian con người đi lên, hai triệu năm song chỉ là một con số rất nhỏ trong thang thời gian địa chất.

Sự sống đã xuất hiện trên Trái Đất từ ít nhất 3,5 tỉ năm trước trong đại Tiền Thái Cổ sau khi lớp vỏ địa chất bắt đầu cứng lại. Con người đã tìm thấy những hóa thạch thảm vi khuẩn như stromatolite trong sa thạch 3,48 tỉ năm tuổi ở Tây Úc. Các bằng chứng tự nhiên khác về vật chất sinh vật tạo ra gồm than chì trong đá sau trầm tích 3,7 tỉ năm tuổi ở Tây Nam Greenland và "tàn tích sự sống" trong đá 4,1 tỉ năm tuổi ở Tây Úc. Trích lời một nhà nghiên cứu: "Nếu sự sống đã phát sinh tương đối nhanh trên Trái Đất ... thì có thể nó sẽ phổ biến trong vũ trụ".

Sinh vật quang hợp xuất hiện vào khoảng 3,2 đến 2,4 tỉ năm trước và bắt đầu thải ôxy vào khí quyển. Sự sống hầu như vẫn rất bé nhỏ cho đến 580 triệu năm trước, thời điểm mà sự sống đa bào phức tạp phát sinh, phát triển qua thời gian và lên đến đỉnh điểm trong sự kiện bùng nổ kỷ Cambri khoảng 541 triệu năm trước. Sự đa dạng hóa đột ngột của các dạng sống này đã tạo ra hầu hết ngành lớn mà con người biết ngày nay và chia tách liên đại Nguyên Sinh khỏi kỷ Cambri thuộc liên đại Hiển Sinh. Ước tính rằng hơn 5 tỉ loài, tương ứng 99% số loài từng tồn tại trên Trái Đất, đã tuyệt chủng. Số loài hiện tại vào khoảng 10 đến 14 triệu, trong đó 1,2 triệu đã được ghi chép và hơn 86% chưa được mô tả. Tuy nhiên, gần đây người ta cho rằng có tới 1 ngàn tỉ loài đang sống trên Trái Đất với chỉ một phần ngàn % số đó đã được mô tả.

Lớp vỏ Trái Đất không ngừng biến đổi từ khi hình thành, cũng như sự sống từ lúc mới xuất hiện. Các loài tiếp tục tiến hóa, đón nhận những hình thái mới, phân nhánh thành những loài cấp dưới, hay tiêu vong trong những môi trường tự nhiên không ngừng đổi khác. Quá trình kiến tạo mảng tiếp tục định hình các lục địa, đại dương, và sự sống chúng nuôi dưỡng. Giờ đây, hoạt động của con người là nhân tố hàng đầu gây nên biến đổi khí hậu, làm tổn hại bề mặt, sinh quyển, thủy quyển, và khí quyển Trái Đất với việc lấy đi đất đai hoang dã, lạm thác đại dương, tạo khí nhà kính, làm suy thoái tầng ôzôn, đất, nước, và không khí.

Các liên đại[sửa | sửa mã nguồn]

Trong địa thời học, thời gian nhìn chung được tính bằng triệu năm (Ma), mỗi đơn vị tương ứng 1.000.000 năm trong quá khứ. Lịch sử Trái Đất được chia thành bốn liên đại lớn, bắt đầu 4.540 Ma khi hành tinh hình thành. Thành phần, khí hậu, và sự sống của Trái Đất đổi thay sâu sắc trong mỗi liên đại. Các liên đại được chia thành các đại, các đại được chia thành các kỷ, và các kỷ được chia thành các thế.

Liên đại Thời gian (Ma) Mô tả
Hỏa Thành 4.540–4.000 Trái Đất hình thành từ những mảnh vụn quanh đĩa tiền hành tinh mặt trời. Sự sống chưa xuất hiện. Nhiệt độ là cực cao cùng hoạt động núi lửa thường xuyên và môi trường khắc nghiệt. Khí quyển nhiều CO2, hơi nước, hiđrô, và đá. Các đại dương hay khối nước lỏng ban đầu có thể đã hiện diện. Mặt Trăng hình thành vào thời gian này, có lẽ do vụ va chạm giữa Trái Đất và một thiên thể khác.
Thái Cổ 4.000–2.500 Sinh vật nhân sơ, hình thái đầu tiên của sự sống, xuất hiện khi liên đại mới bắt đầu trong quá trình gọi là phát sinh tự nhiên. Các lục địa Ur, VaalbaraKenorland có thể đã hình thành. Khí quyển bao gồm khí nhà kính và khí núi lửa.
Nguyên Sinh 2.500–541 Sinh vật nhân thực, một hình thái phức tạp hơn của sự sống, phát sinh bao gồm một vài dạng sinh vật đa bào. Vi khuẩn bắt đầu tạo ra ôxy, định hình khí quyển thứ ba và hiện tại của Trái Đất. Thực vật, sau này là động vật và những hình thái thưở đầu của nấm xuất hiện. Trái Đất có thể đã rơi vào tình trạng cầu tuyết trong giai đoạn đầu và cuối liên đại, ở đó nhiệt độ toàn hành tinh xuống dưới ngưỡng 0 °C. Các lục địa Columbia, RodiniaPannotia hình thành lần lượt.
Hiển Sinh 541–nay Sự sống phức tạp, bao hàm động vật có xương sống, bắt đầu thống trị đại dương trong sự kiện gọi là bùng nổ kỷ Cambri. Siêu lục địa Pangaea hình thành và phân tách. Dần dà, sự sống vươn đến đất liền và tất cả hình thái quen thuộc của thực vật, động vật, và nấm xuất hiện, bao gồm giun đốt, côn trùng, và bò sát. Một số vụ tuyệt chủng hàng loạt diễn ra, trong đó chim, hậu duệ của khủng long, và những động vật có vú gần đây hơn đã nổi lên. Các loại động vật ngày nay, bao gồm con người, đã tiến hóa trong khoảng thời gian gần đây nhất của liên đại.

Sự hình thành Hệ Mặt Trời[sửa | sửa mã nguồn]

Ảnh minh họa đĩa tiền hành tinh

Giả thuyết tinh vân là mô hình chuẩn cho sự hình thành của Hệ Mặt Trời. Theo đó, Hệ Mặt Trời ra đời từ một đám bụi khí lớn chuyển động quay gọi là tinh vân mặt trời. Tinh vân có thành phần hiđrô, heli được tạo thành không lâu sau Big Bang (13,8 tỉ năm trước; Ga) và những nguyên tố nặng có nguồn gốc từ siêu tân tinh. Khoảng 4,5 Ga, sóng xung kích từ một siêu tân tinh gần đó có thể đã khiến tinh vân bắt đầu co lại và quay. Khi đám bụi khí bắt đầu bồi tụ, mômen động lượng, lực hấp dẫn, và quán tính đã dát phẳng nó thành một đĩa tiền hành tinh vuông góc với trục quay. Các hành tinh ban sơ có đường kính tầm kilômet bắt đầu hình thành và quay quanh tâm tinh vân nhờ những nhiễu loạn do va chạm và mômen động lượng của mảnh vụn lớn khác.

Sự suy sụp nhanh chóng xảy ra ở tâm tinh vân. Quá trình nén ép gia nhiệt cho nó đến khi phản ứng tổng hợp hạt nhân hiđrô thành heli bắt đầu. Sau khi co thêm, một ngôi sao T Tauri bùng cháy và tiến hóa thành Mặt Trời. Trong khi đó, ở phần ngoài tinh vân lực hấp dẫn làm vật chất tụ lại và phần còn lại của đĩa tiền hành tinh bắt đầu phân tách thành những vòng tròn. Các mảnh vụn lớn kết lại với nhau tạo nên những hành tinh. Trái Đất ra đời theo cách này vào khoảng 4,54 tỉ năm trước và hoàn thiện phần nhiều trong vòng 10–20 triệu năm. Gió mặt trời của ngôi sao T Tauri mới hình thành đã thổi bay hầu hết vật chất chưa tụ thành những khối thể lớn trong đĩa. Quá trình tương tự được dự đoán tạo ra các đĩa bồi tụ quanh gần như mọi ngôi sao mới xuất hiện trong vũ trụ.

Trái Đất nguyên thủy phát triển nhờ hoạt động bồi tụ cho đến khi phần trong của nó đủ nóng để làm nóng chảy những kim loại nặng, ái sắt. Do có khối lượng riêng lớn hơn silicat, những kim loại này chìm sâu, tách lớp manti nguyên thủy khỏi lõi kim loại chỉ 10 triệu năm sau khi Trái Đất bắt đầu hình thành, tạo nên cấu trúc lớp của Trái Đất và tạo điều kiện cho từ trường xuất hiện. J. A. Jacobs là người đầu tiên đề xuất rằng lõi trong, phần tâm nóng tách khỏi lõi ngoài lỏng, đang đông cứng và lấn ra lõi ngoài do phần trong Trái Đất đang nguội dần (khoảng 100°C một tỉ năm).

Liên đại Thái Viễn Cổ và Thái Cổ[sửa | sửa mã nguồn]

Trái Đất thời Hỏa Thành, quá nóng và không thể là nơi cư ngụ đối với mọi dạng sống

Liên đại đầu tiên trong lịch sử Trái Đất, Thái Viễn Cổ hay Hỏa Thành, bắt đầu khi Trái Đất hình thành và được tiếp nối bởi liên đại Thái Cổ vào 3,8 Ga. Đá cổ nhất được phát hiện trên Trái Đất có từ 4 Ga, và những tinh thể zircon vụn cổ nhất trong đá có từ 4,4 Ga. Theo giả thuyết vụ va chạm lớn thì không lâu sau khi lớp vỏ ban đầu hình thành, Trái Đất ban sơ đã va chạm với một hành tinh ban sơ nhỏ hơn khiến một phần vỏ và manti bắn vào không gian tạo thành Mặt Trăng.

Từ việc đếm số hố va chạm trên những thiên thể khác, người ta suy ra rằng vào 4,1 Ga, một thời kỳ vẫn thạch bắn phá dữ dội đã bắt đầu rồi kết thúc vào 3,8 Ga lúc liên đại Thái Viễn Cổ qua đi. Núi lửa hết sức hoạt động do dòng nhiệt và gradien địa nhiệt lớn. Tuy nhiên, những tinh thể zircon 4,4 tỉ năm tuổi cho thấy sự tiếp xúc với nước lỏng, gợi ý rằng khi ấy Trái Đất đã có biển và đại dương.

Tại điểm xuất phát của liên đại Thái Cổ, Trái Đất đã nguội đi đáng kể. Các dạng sống hiện nay có thể không sống được tại bề mặt Trái Đất khi ấy do khí quyển thiếu ôxy dẫn tới việc không có tầng ôzôn để chặn tia cực tím. Song, người ta tin rằng cho đến đầu liên đại Thái Cổ, sự sống nguyên thủy đã bắt đầu tiến hóa với các hóa thạch ứng viên có từ 3,5 Ga. Một số nhà khoa học còn suy đoán rằng sự sống có thể đã khởi sinh vào đầu liên đại Thái Viễn Cổ, sớm nhất vào 4,4 Ga, ẩn cư trong những miệng phun thủy nhiệt phía dưới bề mặt Trái Đất để sống sót qua thời vẫn thạch bắn phá.

Sự hình thành Mặt Trăng[sửa | sửa mã nguồn]

Minh họa vụ va chạm kinh hoàng có thể đã tạo thành Mặt Trăng

Mặt Trăng, vệ tinh tự nhiên đầu tiên của Trái Đất, lớn so với hành tinh của nó hơn bất kỳ vệ tinh nào khác trong Hệ Mặt Trời. Đá trên Mặt Trăng đã được đem về Trái Đất trong chương trình Apollo. Công tác định tuổi đá chỉ ra Mặt Trăng xuất hiện cách đây 4,53 ± 0,01 tỉ năm, ít nhất 30 triệu năm sau Hệ Mặt Trời. Chứng cứ mới gợi ý Mặt Trăng hình thành muộn hơn, 4,48 ± 0,02 Ga, hay 70–110 triệu năm sau Hệ Mặt Trời.

Các lý thuyết về sự hình thành của Mặt Trăng phải lý giải cho sự ra đời muộn của nó và những thực tế sau. Đầu tiên, Mặt Trăng có khối lượng riêng nhỏ (3,3 lần nước, Trái Đất là 5,5) và lõi kim loại nhỏ. Thứ hai, hầu như không có nước hay chất dễ bay hơi khác trên Mặt Trăng. Thứ ba, Trái Đất và Mặt Trăng có cùng dấu hiệu đồng vị ôxy (số lượng đồng vị cân xứng). Có một lý thuyết được chấp nhận rộng rãi: giả thuyết vụ va chạm lớn cho rằng Mặt Trăng ra đời sau khi một thiên thể to cỡ Sao Hỏa (đôi khi gọi là Theia) lao sượt qua Trái Đất nguyên thủy.

Vụ va chạm giải phóng năng lượng gấp 100 triệu lần vụ Chicxulub gần đây hơn, đủ để thổi bay lớp ngoài của Trái Đất và làm nóng chảy hai thiên thể. Vật chất bắn ra quay quanh Trái Đất có thể đã kết tụ thành một khối thể đơn trong vài tuần. Chịu tác động của trọng lực, khối này trở nên tròn hơn và Mặt Trăng ra đời.

Các lục địa đầu tiên[sửa | sửa mã nguồn]

Bản đồ địa chất Bắc Mỹ dùng màu sắc diễn tả thời kỳ. Ở đây hồng và đỏ biểu thị đá có từ liên đại Thái Cổ.

Đối lưu manti, quá trình điều phối kiến tạo mảng, là kết quả của việc dòng nhiệt di chuyển từ bên trong Trái Đất lên bề mặt. Hoạt động này góp phần tạo ra các mảng kiến tạo cứng tại những sống núi giữa đại dương. Các mảng bị phá hủy bởi sự hút chìm vào lớp manti tại các đới hút chìm. Vào đầu liên đại Thái Cổ (khoảng 3 Ga), lớp manti nóng hơn bây giờ nhiều, cỡ 1.600 °C (2.910 °F), thế nên đối lưu tại đây vận động nhanh hơn. Một quá trình tương tự kiến tạo mảng ngày nay cũng diễn ra song nhanh hơn. Trong liên đại Hỏa Thành và Thái Cổ, đới hút chìm có vẻ phổ biến, do vậy các mảng kiến tạo là nhỏ hơn.

Lớp vỏ ban đầu hình thành khi bề mặt Trái Đất cứng lại đã hoàn toàn biến mất do hoạt động kiến tạo mảng nhanh thời Hỏa Thành và việc thiên thạch bắn phá dữ dội. Tuy vậy, người ta cho rằng nó có thành phần bazan giống vỏ đại dương ngày nay do ít có sự khác biệt. Các mảng lớn đầu tiên của vỏ lục địa, sản phẩm của việc nguyên tố nhẹ hơn tách ra trong quá trình nóng chảy bán phần ở lớp vỏ sâu hơn, xuất hiện tại điểm kết của liên đại Hỏa Thành, khoảng 4,0 Ga. Phần còn lại của những lục địa nhỏ đầu tiên gọi là nền cổ. Các mảnh vỏ thời cuối Hỏa Thành đầu Thái Cổ này làm thành nhân để các lục địa ngày nay phát triển quanh đó.

Đá cổ nhất trên Trái Đất được tìm thấy ở nền cổ Bắc Mỹ, Canada. Đó là tonalit có từ 4 Ga. Chúng cho thấy dấu hiệu của sự biến chất bởi nhiệt độ cao, song còn những hạt trầm tích bị làm tròn bởi xói mòn trong lúc được nước vận chuyển, chỉ ra rằng khi ấy đã có sông và biển. Các nền cổ chủ yếu bao gồm hai loại terran. Thứ nhất là đai đá xanh gồm đá trầm tích biến chất cấp thấp. Đá xanh này giống trầm tích được tìm thấy trong những rãnh đại dương ngày nay, phía trên các đới hút chìm. Vì lý do này, đá xanh đôi khi được xem là bằng chứng cho đới hút chìm trong liên đại Thái Cổ. Loại thứ hai là hỗn hợp đá macma fenzit. Đá này chủ yếu là tonalit, trondhjemit hay granodiorit (gọi là TTG), những loại có thành phần tương tự granit. Các phức hợp TTG được xem là di tích của vỏ lục địa đầu tiên hình thành từ việc bazan nóng chảy bán phần.

Khí quyển và đại dương[sửa | sửa mã nguồn]

Phạm vi ước tính áp suất riêng phần ôxy khí quyển qua 5 giai đoạn.

Trái Đất thường được mô tả là có ba khí quyển. Khí quyển đầu tiên thâu tóm từ tinh vân mặt trời gồm các nguyên tố nhẹ chủ yếu là hiđrô và heli. Sự kết hợp của gió mặt trời và nhiệt của Trái Đất đã xua tan khí quyển này. Sau vụ va chạm tạo thành Mặt Trăng, Trái Đất nóng chảy giải phóng khí dễ bay hơi và về sau núi lửa thải ra thêm khí, hoàn thành khí quyển thứ hai nhiều khí nhà kính và ít ôxy. Cuối cùng, khí quyển thứ ba giàu ôxy xuất hiện khi vi khuẩn bắt đầu tạo ra ôxy vào khoảng 2,8 Ga.

Trong những mô hình ban đầu, khí quyển thứ hai hình thành bởi các chất dễ bay hơi thoát ra từ bên trong Trái Đất. Hiện người ta cho rằng khả năng nhiều chất dễ bay hơi xuất hiện bởi quá trình gọi là khử khí do va chạm mà ở đó các vật thể lao tới giải phóng khí khi va chạm. Vì vậy, khí quyển và đại dương bắt đầu hình thành cùng lúc với Trái Đất. Khí quyển mới có lẽ chứa hơi nước, cacbon điôxit, nitơ, và một lượng nhỏ khí khác.

Vi hành tinh ở cách một đơn vị thiên văn (AU) đổ về không đóng góp chút nước nào cho Trái Đất vì tinh vân mặt trời quá nóng để băng hình thành và quá trình hiđrat hóa đá bởi hơi nước sẽ rất lâu. Nước phải tới từ những vẫn thạch ở vành đai tiểu hành tinh phía ngoài và một số phôi hành tinh ở xa hơn 2,5 AU. Sao chổi cũng có thể là nguồn cung nước. Mặc dù hiện tại hầu hết sao chổi có quỹ đạo cách xa Mặt Trời hơn Sao Hải Vương, những mô phỏng trên máy tính chỉ ra lúc đầu chúng phổ biến ở phần trong Hệ Mặt Trời hơn nhiều.

Khi Trái Đất nguội đi, mây hình thành. Mưa tạo ra đại dương. Chứng cứ gần đây gợi ý đại dương có thể đã bắt đầu hình thành ngay từ 4,4 Ga. Cho đến khi liên đại Thái Cổ bắt đầu, đại dương đã bao phủ hầu khắp Trái Đất. Khó để lý giải cho sự xuất hiện sớm này bởi một vấn đề gọi là nghịch lý Mặt Trời trẻ yếu ớt. Chúng ta biết rằng sao sáng hơn khi già đi, và lúc mới hình thành Mặt Trời chỉ tỏa ra 70% năng lượng hiện tại. Vậy là Mặt Trời đã trở nên sáng hơn 30% trong 4,5 tỉ năm qua. Nhiều mô hình còn chỉ ra Trái Đất đã bị băng bao phủ. Một cách lý giải có thể là lượng cacbon điôxit và metan đủ để gây hiệu ứng nhà kính. Cacbon điôxit tới từ núi lửa và metan từ những vi sinh vật ban đầu. Amoniac, một loại khí nhà kính khác, cũng được núi lửa thải ra song nhanh chóng bị tiêu hủy bởi bức xạ tử ngoại.

Nguồn gốc sự sống[sửa | sửa mã nguồn]

Một trong những lý do khiến khí quyển và đại dương ban đầu đáng chú ý là vì chúng tạo điều kiện cho sự sống ra đời. Có nhiều mô hình thiếu đồng nhất mô tả cách thức sự sống phát sinh từ các chất hóa học. Các hệ thống chất hóa học trong phòng thí nghiệm thiếu đi độ phức tạp tối thiểu để tạo ra sinh vật sống.

Bước đầu tiên có thể là những phản ứng hóa học đã tạo ra nhiều hợp chất hữu cơ đơn giản như nucleobazơaxit amin, những viên gạch xây nên sự sống. Vào năm 1953, Stanley MillerHarold Urey đã làm một thí nghiệm chỉ ra những phân tử như vậy có thể hình thành trong khí quyển có nước, metan, amoniac, và hiđrô với sự trợ giúp của tia lửa để làm giả hiệu ứng tia sét. Tuy thành phần khí quyển có lẽ không giống vậy nhưng những thí nghiệm sau này sát thực tế hơn cũng tổng hợp được phân tử hữu cơ. Theo những mô phỏng máy tính, phân tử hữu cơ có thể đã hình thành trong đĩa tiền hành tinh trước khi Trái Đất ra đời.

Mức độ phức tạp cao hơn có thể đạt được từ ít nhất ba xuất phát điểm: tự nhân bản, khả năng đẻ con giống hệt; trao đổi chất, khả năng ăn uống và tự phục hồi, và màng tế bào ngoài cho phép hấp thu dinh dưỡng và thải bỏ sản phẩm thừa.

Liên đại Nguyên Sinh[sửa | sửa mã nguồn]

Liên đại Nguyên Sinh kéo dài từ 2,5 tỉ đến 542 triệu năm trước. Vào thời kỳ này, các nền cổ đã phát triển thành lục địa với kích cỡ ngày nay. Khí quyển trở nên giàu ôxy là một bước tiến triển quyết định. Sự sống từ sinh vật nhân sơ đã tiến hóa thành sinh vật nhân thựcđa bào. Liên đại Nguyên Sinh chứng kiến hai đợt băng hà khắc nghiệt gọi là cầu tuyết Trái Đất. Sau đợt thứ hai vào khoảng 600 Ma, sự sống tăng tốc tiến hóa. 580 triệu năm trước, nhóm sinh vật kỷ Ediacara đã khai màn cho sự bùng nổ kỷ Cambri.

Cách mạng ôxy[sửa | sửa mã nguồn]

Stromatolit hóa đá bên bờ hồ Thetis, Tây Úc. Stromatolit thời Thái Cổ là dấu tích sự sống hóa thạch trực tiếp đầu tiên trên Trái Đất.
Hệ tầng sắt dải từ nhóm Moories 3,15 Ga, đai đá xanh Barberton, Nam Phi. Các lớp đỏ biểu thị thời gian ôxy hiện hữu, lớp xám hình thành trong hoàn cảnh thiếu ôxy.

Các tế bào đầu tiên hấp thu năng lượng và thức ăn từ môi trường xung quanh. Chúng tận dụng lên men, sự phá vỡ hợp chất phức tạp thành những hợp chất đơn giản và ít năng lượng hơn, rồi dùng năng lượng giải phóng để sinh sôi. Lên men chỉ có thể xảy ra trong môi trường kỵ khí (không ôxy). Quang hợp cho phép tế bào lấy năng lượng từ Mặt Trời.

Hầu hết sự sống trên bề mặt Trái Đất lệ thuộc trực tiếp hay gián tiếp vào quang hợp. Quang hợp tạo ôxy, hình thức phổ biến nhất, biến cacbon điôxit, nước, và ánh sáng mặt trời thành thực phẩm. Các phân tử như ATP thâu tóm năng lượng ánh sáng mặt trời để làm ra đường. Hiđrô bị tách khỏi nước, để lại sản phẩm thừa ôxy. Một số sinh vật như vi khuẩn tía và vi khuẩn lưu huỳnh lục sử dụng hình thức quang hợp không tạo ôxy, thay thế nước là hiđro sunfua, lưu huỳnh, hoặc sắt. Các sinh vật ái cực này chỉ sống ở những môi trường khắc nghiệt như suối nước nóng hay miệng phun thủy nhiệt.

Hình thái quang hợp không tạo ôxy đơn giản hơn phát sinh vào khoảng 3,8 Ga, không lâu sau khi sự sống xuất hiện. Quang hợp tạo ôxy từng được cho chắc chắn xuất hiện vào khoảng 2,4 Ga, nhưng một số nhà nghiên cứu lại lùi thời điểm về 3,2 Ga. Stromatolit hóa thạch thuộc số tàn tích của dạng sống tạo ôxy cổ xưa nhất.

Ban đầu, ôxy thải ra gắn kết với đá vôi, sắt, và những khoáng vật khác. Sắt ôxy hóa xuất hiện là các lớp màu đỏ trong địa tầng gọi là hệ tầng sắt dải hình thành nhiều vào kỷ Sideros (2500–2300 Ma). Khi hầu hết các khoáng vật phơi bày bị ôxy hóa, ôxy cuối cùng bắt đầu tích tụ vào khí quyển. Tuy mỗi tế bào chỉ sản được lượng nhỏ ôxy nhưng hoạt động trao đổi chất của nhiều tế bào qua quãng thời gian dài đã biến đổi khí quyển Trái Đất thành như hiện tại. Đây là khí quyển thứ ba của Trái Đất.

Một lượng ôxy bị bức xạ cực tím mặt trời kích thích tạo thành ôzôn tập hợp gần thượng tầng khí quyển. Lớp ôzôn hấp thụ lượng lớn bức xạ cực tím mà trước đó đi qua khí quyển, cho phép tế bào tồn tại ở bề mặt đại dương và cuối cùng là mặt đất. Thiếu đi lớp ôzôn, tia tử ngoại sẽ xuyên xuống bề mặt gây nên những đột biến ngoài sức chịu đựng ở các tế bào phơi bày.

Quang hợp còn có một tác động lớn khác. Ôxy là độc hại; hầu hết sự sống trên Trái Đất có lẽ đã bị diệt vong khi hàm lượng ôxy tăng trong thảm họa ôxy. Các dạng sống đề kháng bám trụ và sinh sôi, một số phát triển khả năng sử dụng ôxy để làm tăng hiệu quả chuyển hóa và thu thập nhiều năng lượng hơn từ cùng một loại thực phẩm.

Cầu tuyết địa cầu[sửa | sửa mã nguồn]

Quá trình tiến hóa tự nhiên khiến Mặt Trời dần sáng hơn trong liên đại Thái Cổ và Nguyên Sinh (sáng hơn 6% mỗi tỉ năm). Vì vậy đến liên đại Nguyên Sinh Trái Đất bắt đầu nhận nhiều nhiệt từ Mặt Trời hơn. Tuy nhiên, Trái Đất lại không ấm hơn. Thay vào đó, hồ sơ địa chất gợi ý hành tinh đã lạnh đi dữ dội vào đầu liên đại. Con người đã tìm thấy những trầm tích băng hà 2,2 tỉ năm tuổi ở Nam Phi. Khi ấy, căn cứ vào bằng chứng cổ từ, chúng phải nằm gần xích đạo. Vì thế đợt băng hà này, gọi là băng hà Huronia, có thể quy mô toàn cầu. Một số nhà khoa học nêu quan điểm rằng đợt băng hà này quá khốc liệt làm Trái Đất đóng băng từ hai cực đến xích đạo, một giả thuyết gọi là cầu tuyết địa cầu.

Kỷ băng hà Huronia có thể khởi nguồn từ việc hàm lượng ôxy tăng làm giảm metan (CH4) trong khí quyển. Metan là một khí nhà kính mạnh nhưng gặp ôxy phản ứng tạo thành cacbon điôxit, một loại khí nhà kính yếu hơn. Khi ôxy tự do có trong khí quyển, hàm lượng metan giảm xuống mức đủ để chống lại hiệu ứng làm tăng luồng nhiệt từ Mặt Trời.

Tuy nhiên, thuật ngữ cầu tuyết Trái Đất được dùng để mô tả các giai đoạn băng hà cực điểm sau này trong kỷ Cryogen nhiều hơn. Có bốn giai đoạn kéo dài 10 triệu năm một, trong khoảng 750 đến 580 triệu năm trước khi mà Trái Đất được cho là đã bị băng bao phủ với nhiệt độ trung bình cỡ −50 °C (−58 °F). Cầu tuyết có lẽ đến chừng mực nào đó do siêu lục địa Rodinia nằm cân xứng ở xích đạo. Cacbon điôxit kết hợp với nước mưa tạo ra axit cacbonic phong hóa đá chứa canxi cacbonat như đá vôi và đá phấn sinh ra canxi bicacbonat, rút bớt khí nhà kính khỏi khí quyển. Khi lục địa ở gần cực băng che phủ đá làm chậm tốc độ giảm cacbon điôxit, nhưng vào kỷ Cryogen Rodinia bị phong hóa phi kiềm hãm cho đến khi băng tiến tới miền nhiệt đới. Quá trình này cuối cùng có thể bị đảo ngược bởi việc núi lửa thải cacbon điôxit hay sự bất ổn định của những hiđrat khí metan. Theo một lý thuyết thay thế, ngay cả khi băng hà đạt đỉnh điểm, vẫn có những vùng nước không bị đóng băng ở xích đạo.

Sự xuất hiện của sinh vật nhân thực[sửa | sửa mã nguồn]

Lục lạp trong tế bào rêu

Phép phân loại hiện đại chia sự sống thành ba vực. Thời gian về nguồn gốc của chúng không chắc chắn. Bacteria (vi khuẩn) có lẽ lúc đầu tách khỏi những hình thái khác của sự sống (đôi khi gọi là Neomura), nhưng giả thiết này gây tranh luận. Không lâu sau đó, đến 2 Ga, Neomura lại phân ra thành Archaea (cổ khuẩn) và Eukarya (nhân thực). Tế bào nhân thực (Eukarya) lớn và phức tạp hơn tế bào nhân sơ (Bacteria và Archaea), và chỉ đến ngày nay con người mới biết căn nguyên của sự phức tạp này.

Thời gian này, ti thể nguyên thủy đầu tiên xuất hiện. Một tế bào vi khuẩn có quan hệ với Rickettsia ngày nay mà đã từng tiến hóa để chuyển hóa ôxy, nhập vào một tế bào nhân sơ lớn hơn và không có năng lực đó. Có lẽ tế bào lớn đã cố tiêu hóa tế bào nhỏ nhưng bất thành, còn tế bào nhỏ có thể đã cố ký sinh trên tế bào lớn. Dù thế nào thì tế bào nhỏ cũng đã sống sót bên trong tế bào lớn. Nhờ ôxy, tế bào nhỏ chuyển hóa sản phẩm thừa của tế bào lớn và nhận thêm năng lượng. Một phần năng lượng thừa quay lại vật chủ. Tế bào nhỏ nhân bản bên trong tế bào lớn. Quan hệ cộng sinh ổn định nhanh chóng được thiết lập giữa hai tế bào. Qua thời gian, tế bào chủ nhận một số gen từ tế bào nhỏ và cả hai trở nên phụ thuộc lẫn nhau: tế bào lớn không thể tồn tại nếu thiếu năng lượng do tế bào nhỏ sản sinh và tế bào nhỏ không thể tồn tại nếu thiếu nguyên liệu do tế bào lớn cung cấp. Toàn tế bào giờ được xem là một sinh vật đơn, và tế bào nhỏ được xếp vào hàng bào quan gọi là ti thể.

Điều tương tự xảy ra khi vi khuẩn lam quang hợp nhập vào các tế bào dị dưỡng lớn và trở thành lục lạp. Có lẽ những biến đổi này đã dẫn đến việc một dòng tế bào có khả năng quang hợp tách ra khỏi tế bào nhân thực cách đây hơn một tỉ năm. Bên cạnh thuyết nội cộng sinh vững chắc về nguồn gốc lục lạp và ti thể, còn những học thuyết cho rằng tế bào tiến tới perôxixôm, xoắn khuẩn tới tiêm mao và tiên mao, và virus ADN tới nhân tế bào, song tất cả đều không được chấp nhận rộng rãi.

Cổ khuẩn, vi khuẩn, và nhân thực tiếp tục đa dạng hóa, trở nên phức tạp và thích nghi tốt hơn với môi trường. Mỗi vực đều nhiều lần phân thành các dòng, dù vậy người ta ít biết về lịch sử của vi khuẩn và cổ khuẩn. Vào khoảng 1,1 Ga, siêu lục địa Rodinia hợp thành. Thực vật, động vật, và nấm đã phân hóa, dù chúng vẫn là những tế bào đơn. Một số sống tụ tập và dần dần phân công lao động diễn ra; ví dụ các tế bào ở rìa ngoài có thể bắt đầu đảm nhiệm những vai trò khác so với tế bào bên trong. Mặc dù ranh giới giữa một cụm tế bào chuyên biệt và một sinh vật đa bào không phải luôn rõ ràng, thế nhưng vào khoảng một tỉ năm trước, thực vật đa bào đầu tiên xuất hiện, khả năng là tảo lục. Có thể đến 900 Ma sinh vật đa bào thực sự đã tiến hóa thành động vật. Ban đầu, loại động vật này có thể giống bọt biển ngày nay, sở hữu những tế bào tổng năng cho phép một sinh vật bị phá vỡ ráp được lại. Khi phân công lao động hoàn tất ở mọi dòng sinh vật đa bào, tế bào trở nên chuyên biệt và phụ thuộc lẫn nhau hơn; tế bào đơn độc sẽ chết.

Các siêu lục địa[sửa | sửa mã nguồn]

Vị trí các lục địa cổ vào Tiền Cambri (550 Ma).

Công tác phục dựng vận động mảng kiến tạo thời điểm 250 triệu năm trước có thể đáng tin cậy với việc căn theo rìa lục địa, bất thường từ tính đáy đại dương và các cực từ cổ. Vì xa hơn 250 Ma chưa thấy vỏ đại dương nên khó phục dựng sớm hơn. Các cực từ cổ được bổ sung nhờ bằng chứng địa chất như đai tạo núi và lối phân bổ của động thực vật. Xa hơn nữa về quá khứ, dữ liệu hiếm và khó diễn giải khiến độ tin cậy giảm đi.

Trong suốt lịch sử Trái Đất, đã có vài lần các lục địa va chạm làm nên một siêu lục địa và siêu lục địa này về sau lại vỡ ra thành các lục địa. Vào khoảng 1000 đến 830 Ma, hầu hết đất đai hợp vào siêu lục địa Rodinia. Mảnh ghép của Rodinia có thể là các lục địa tách ra từ siêu lục địa cổ Columbia.

Sau khi Rodinia phân tách vào 800 Ma, các lục địa có thể đã lại hợp thành một siêu lục địa khác không tồn tại lâu vào 550 Ma mà đôi khi gọi là Pannotia hay Vendia. Chứng cứ cho điều này là pha va chạm lục địa gọi là kiến tạo sơn Toàn Phi châu đã gắn kết đất đai của châu Phi, Nam Mỹ, châu Nam Cực, và Australia ngày nay vào làm một. Sự tồn tại của Pannotia phụ thuộc vào việc Gondwana (hầu hết đất đai ở Nam bán cầu ngày nay cùng bán đảo Ả Rập và tiểu lục địa Ấn Độ) tách khỏi Laurentia (gần tương đương Bắc Mỹ ngày nay). Ít nhất ta cũng chắc chắn một điều rằng đến hết liên đại Nguyên Sinh đa phần đất đai đã hợp nhất tại vị trí quanh cực nam.

Khí hậu và sự sống cuối liên đại[sửa | sửa mã nguồn]

Hóa thạch Spriggina floundensi 580 triệu năm tuổi, một loại động vật sống vào kỷ Ediacara. Các dạng sống như này có thể là tổ tiên của nhiều dạng mới phát sinh trong bùng nổ kỷ Cambri.

Giai đoạn cuối liên đại Nguyên Sinh chứng kiến ít nhất hai đợt cầu tuyết địa cầu, quá khốc liệt đến nỗi bề mặt đại dương có thể đã đóng băng toàn bộ. Sự kiện xảy ra vào kỷ Cryogen, 716,5–635 triệu năm trước. Hiện người ta vẫn đang nghiên cứu cơ chế và cường độ của hai đợt băng hà và nó khó lý giải hơn lần cầu tuyết đầu liên đại. Số đông các nhà cổ khí hậu học cho rằng những pha lạnh giá có liên hệ với sự hình thành của siêu lục địa Rodinia. Vì Rodinia nằm giữa xích đạo nên tốc độ phong hóa hóa học tăng và cacbon điôxit (CO2) mất đi. Thiếu CO2 đóng vai khí nhà kính quan trọng khiến khí hậu toàn cầu lạnh dần. Theo cách tương tự, trong các lần cầu tuyết địa cầu, tầng đất đóng băng vĩnh cửu che phủ hầu hết bề mặt lục địa lại làm giảm phong hóa dẫn đến băng hà kết thúc. Một giả thuyết thay thế là cacbon điôxit đủ lượng thoát khỏi núi lửa khởi động hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ toàn cầu. Hoạt động núi lửa gia tăng bắt nguồn từ việc Rodinia tan vỡ tại cùng thời điểm.

Tiếp nối kỷ Cryogen là kỷ Ediacara đặc trưng bởi sự phát triển nhanh chóng của những dạng sống đa bào mới. Cho dù mối liên quan giữa việc băng hà khép lại và tính đa dạng của sự sống tăng là mơ hồ nhưng điều này dường như không phải tình cờ. Các dạng sống mới gọi là quần sinh vật kỷ Ediacara lớn và đa dạng hơn. Mặc dù tính phân loại của hầu hết dạng sống kỷ Ediacara không rõ ràng nhưng một số là tổ tiên của các nhóm sinh vật ngày nay. Tiến triển quan trọng là nguồn gốc của tế bào cơ và thần kinh. Không hóa thạch kỷ Ediacara nào có phần cơ thể cứng như xương. Các tế bào này xuất hiện lần đầu khi lịch sử bước sang kỷ Cambri thuộc liên đại Hiển Sinh.

Liên đại Hiển Sinh[sửa | sửa mã nguồn]

Liên đại Hiển Sinh bắt đầu 542 triệu năm trước và kéo dài đến hiện tại, bao gồm ba đại: Cổ Sinh, Trung Sinh, và Tân Sinh. Đây là thời gian sự sống đa bào đa dạng hóa thành hầu hết sinh vật ngày nay.

Cổ Sinh là đại đầu tiên và dài nhất của liên đại Hiển Sinh, kéo dài từ 542 đến 251 triệu năm trước. Trong đại Cổ Sinh, nhiều nhóm sinh vật hiện đại xuất hiện. Sự sống xâm lấn mặt đất, thực vật trước rồi đến động vật. Hai vụ đại tuyệt chủng đã xảy ra. Các lục địa ra đời từ sự tan vỡ của Pannotia và Rodinia tại điểm kết của liên đại Nguyên Sinh dần xích lại gần nhau, hình thành nên siêu lục địa Pangaea vào cuối đại Cổ Sinh.

Đại Trung Sinh kéo dài từ 251 đến 66 triệu năm trước và được phân thành ba kỷ: Trias, Jura, và Creta. Khởi đầu với sự kiện tuyệt chủng Permi–Trias khốc liệt nhất trong hồ sơ hóa thạch khi 95% số loài trên Trái Đất đã bị diệt vong, đại Trung Sinh còn kết thúc với sự kiện tuyệt chủng Creta–Paleogen đã xóa sổ khủng long.

Đại Tân Sinh bắt đầu 66 triệu năm trước gồm ba kỷ Cổ Cận (Paleogen), Tân Cận, và Đệ Tứ. Thú, chim, lưỡng cư, cá sấu, rùa, thằn lằn vảy đã sống sót qua sự kiện tuyệt chủng Creta–Paleogen và đây là thời gian chúng đa dạng hóa thành những hình thái hiện đại.

Kiến tạo, cổ địa lý và khí hậu[sửa | sửa mã nguồn]

Pangaea là siêu lục địa tồn tại từ 300 đến 180 triệu năm trước. Hình dáng các lục địa và đại lục ngày nay được phác trên bản đồ.

Khi liên đại Nguyên Sinh kết thúc, siêu lục địa Pannotia đã phân thành các lục địa Laurentia, Baltica, Siberia và Gondwana. Trong lúc các lục địa rời xa nhau, nhiều lớp vỏ đại dương hình thành bởi hoạt động núi lửa. Vì lớp vỏ mới khá nóng và không đặc bằng lớp cũ nên đáy đại dương nâng lên làm mực nước biển dâng. Vì vậy ở nửa đầu đại Cổ Sinh xuất hiện những diện tích lục địa rộng lớn nằm dưới mực nước biển.

Khí hậu đầu đại Cổ Sinh ấm hơn ngày nay, thế nhưng kỷ Ordovic kết thúc chứng kiến một đợt băng hà ngắn mà ở đó các sông băng bao phủ cực nam, nơi đại lục Gondwana tọa lạc. Dấu tích băng hà thời kỳ này chỉ có thể tìm thấy ở Gondwana. Sự lạnh giá đi kèm với một vài vụ tuyệt chủng hàng loạt đã tiêu diệt nhiều nhóm san hô, hình rêu, bọ ba thùy, và tay cuộn. Có lẽ những loài vật biển này không chống chịu được việc nhiệt độ nước giảm.

Hai lục địa Laurentia và Baltica va chạm vào khoảng 450–400 Ma trong kiến tạo sơn Caledonia hình thành nên Laurussia (hay Euramerica). Vết tích của đai núi mà vụ va đụng này tạo ra có thể thấy ở Scandinavia, Scotland, và miền bắc Appalachia. Vào kỷ Devon (416–359 Ma), Gondwana và Siberia bắt đầu tiến gần Laurussia. Vụ va chạm giữa Siberia và Laurussia làm nên kiến tạo sơn Ural, giữa Gondwana và Laurussia làm nên kiến tạo sơn Varisca (Hercynia) ở châu Âu hay Alleghenia ở Bắc Mỹ. Pha thứ hai diễn ra vào kỷ Cacbon (359–299 Ma) dẫn đến sự hình thành của Pangaea, siêu lục địa gần đây nhất. Đến 180 Ma, Pangaea bắt đầu tan vỡ.

Bùng nổ kỷ Cambri[sửa | sửa mã nguồn]

Bọ ba thùy lần đầu xuất hiện vào kỷ Cambri và thuộc số sinh vật đại Cổ Sinh phổ biến và đa dạng nhất.

Tốc độ tiến hóa của sự sống như ghi nhận nhờ hóa thạch tăng trong kỷ Cambri (542–488 Ma). Sự xuất hiện đột ngột của nhiều ngành, loài, và hình thái mới khi ấy gọi là bùng nổ kỷ Cambri. Trong khi sự sống kỷ Ediacara xuất hiện nhưng ban sơ và không dễ để xếp vào bất kỳ nhóm nào thì đến hết kỷ Cambri hầu hết ngành hiện đại đã hiện diện. Việc những phần cứng cơ thể như vỏ, xương và xương ngoài phát triển ở nhiều động vật như thân mềm, da gai, huệ biển, chân khớp giúp quá trình hóa thạch và bảo quản trở nên dễ dàng hơn. Vì vậy, con người biết về sự sống trong và sau kỷ Cambri nhiều hơn nhiều so với giai đoạn trước đó. Một số nhóm sinh vật kỷ Cambri phức tạp nhưng dường như khá khác ngày nay; ví dụ AnomalocarisHaikouichthys. Tuy nhiên về gần đây hơn thì chúng có vẻ có chỗ đứng trong phân loại hiện đại.

Vào kỷ Cambri, động vật có xương sống đầu tiên xuất hiện. Sinh vật mà khả năng là tổ tiên của cá hoặc gần như vậy là Pikaia. Pikaiadây sống nguyên thủy, một cấu trúc mà sau này có thể đã phát triển thành cột sống. Cá có hàm đầu tiên (Gnathostomata) xuất hiện trong kỷ địa chất tiếp theo, Ordovic. Việc sinh vật chiếm lĩnh các hốc sinh thái mới dẫn tới kích cỡ cơ thể to lớn. Cá tiến hóa to hơn vào đầu đại Cổ Sinh, ví dụ như chi da phiến khổng lồ Dunkleosteus có thể dài đến 7 m (23 ft).

Các dạng sống đã không thể đa dạng hóa mạnh mẽ bởi một chuỗi vụ tuyệt chủng hàng loạt. Sau mỗi đợt, những sinh vật tương tự mà có thể đang dần tiến hóa ở nơi khác tìm đến những vùng thềm lục địa. Đến cuối kỷ Cambri, bọ ba thùy đạt mức đa dạng cao nhất và đông đảo vượt trội.

Sự sống xâm chiếm mặt đất[sửa | sửa mã nguồn]

Quần thực vật kỷ Devon (minh họa).

Ôxy tích tụ nhờ quang hợp làm thành lớp ôzôn hấp thụ hầu hết bức xạ tử ngoại từ Mặt Trời, mang đến cơ hội sống sót cho những sinh vật đơn bào lên được mặt đất. Sinh vật nhân sơ bắt đầu sinh sôi và thích nghi tốt hơn với môi trường ngoài nước. Có lẽ chúng đã xâm lấn mặt đất ngay từ 2,6 Ga, trước cả khi sinh vật nhân thực xuất hiện. Một thời gian dài trôi qua, mặt đất vẫn thiếu vắng dạng sống đa bào. Siêu lục địa Pannotia hình thành vào khoảng 600 triệu năm trước rồi tan vỡ 50 triệu năm sau. Cá, động vật có xương sống đầu tiên, tiến hóa trong đại dương vào 530 Ma. Gần kết kỷ Cambri đã xảy ra một vụ tuyệt chủng lớn.

Vài trăm triệu năm trước, thực vật và nấm bắt đầu sinh trưởng tại mép nước và rồi ngoài nơi đó. Hóa thạch nấm và thực vật mặt đất cổ nhất có từ 480–460 Ma, dù vậy bằng chứng phân tử gợi ý nấm có thể đã xâm lấn mặt đất ngay từ 1000 Ma còn thực vật là 700 Ma. Con người không rõ thời điểm chính xác động vật đầu tiên rời đại dương. Chứng cứ rõ rệt và xa nhất cho thấy động vật chân khớp hiện diện trên mặt đất vào khoảng 450 Ma. Chúng hưng thịnh và ngày một thích nghi có lẽ nhờ nguồn thức ăn dồi dào do thực vật trên cạn cung cấp. Còn có bằng chứng chưa xác thực cho rằng động vật chân khớp xuất hiện trên mặt đất ngay từ 530 Ma.

Sự tiến hóa của động vật bốn chân[sửa | sửa mã nguồn]

Tiktaalik, một loài cá có vây giống chi và tiền thân của động vật bốn chân. Ảnh dựng từ hóa thạch 375 triệu năm tuổi.
Khủng long là loại động vật thống trị mặt đất trong hầu hết đại Trung Sinh

443 triệu năm trước lúc kỷ Ordovic khép lại, các sự kiện tuyệt chủng đã xảy ra, có lẽ do kỷ băng hà khi ấy. Khoảng 380 đến 375 Ma, động vật bốn chân đầu tiên tiến hóa từ cá. Vây tiến hóa thành chi, thứ mà những loài bốn chân đầu tiên sử dụng để ngóc đầu lên mặt nước hít thở. Điều này cho phép chúng sống trong nước nghèo ôxy hoặc săn con mồi nhỏ ở nơi nước nông. Có thể về sau chúng đã mạo hiểm lên đất liền trong một thời gian ngắn. Rốt cục, một vài loại trở nên thích nghi rất tốt với cuộc sống trên cạn. Chúng nở ra từ trứng trong nước, sống quãng đời trưởng thành trên mặt đất, rồi quay lại nước để đẻ trứng. Đây là khởi nguyên của lưỡng cư. Khoảng 365 triệu năm trước, một vụ tuyệt chủng khác lại diễn ra, có lẽ là hệ quả của lạnh đi toàn cầu. Cùng thời điểm, thực vật phát triển hạt và nhờ đó lan tỏa rất nhanh trên mặt đất.

20 triệu năm sau đó (340 Ma), trứng có màng ối tiến hóa để có thể đẻ được trên mặt đất, mang đến lợi thế sinh tồn cho phôi loài bốn chân. Điều này dẫn tới việc động vật có màng ối tách khỏi lưỡng cư. 30 triệu năm sau nữa (310 Ma) chứng kiến nhóm một cung bên (bao gồm thú) tách khỏi mặt thằn lằn (chim và bò sát). Các nhóm sinh vật tiếp tục tiến hóa và các dòng phân nhánh song ít được biết chi tiết.

Sau vụ tuyệt chủng khốc liệt nhất giai đoạn (251~250 Ma) thì đến 230 Ma, khủng long đã tách ra khỏi tổ tiên bò sát của chúng. Nhiều loại khủng long đã sống sót qua sự kiện tuyệt chủng Trias–Jura 200 triệu năm trước và sớm trở nên thống trị trong nhóm động vật có xương sống. Vào thời gian này một số dòng thú đã bắt đầu phân tách, song hiện hữu chỉ là những động vật nhỏ giống chuột chù.

Ranh giới giữa khủng long bay và không không rõ ràng nhưng một trong những loài chim đầu tiên được cho là Archaeopteryx sống vào khoảng 150 triệu năm trước.

Các vụ tuyệt chủng[sửa | sửa mã nguồn]

Lịch sử Trái Đất từng chứng kiến năm sự kiện tuyệt chủng, đầu tiên là Ordovic-Silur. Lý do có lẽ là việc Gondwana bị đóng băng dữ dội rốt cục dẫn đến một lần cầu tuyết địa cầu. 60% động vật có xương sống ở biển và 25% số họ đã bị diệt vong.

Vụ thứ hai là Devon muộn mà nguyên nhân có lẽ do cây tiến hóa dẫn tới sự sụt giảm khí nhà kính (như CO2) hoặc phú dưỡng nước. 70% số loài đã tuyệt chủng.

Vụ thứ ba là Permi-Trias mà nguyên nhân có lẽ là sự kết hợp của hiện tượng núi lửa bẫy Siberi, tiểu hành tinh tác động, metan hiđrat hóa khí, dao động mực nước biển, và một sự kiện khuyết dưỡng nghiêm trọng. Cả hố Wilkes Land ở châu Nam Cực lẫn cấu trúc Bedout ngoài khơi duyên hải tây bắc Australia có thể đều biểu lộ một vụ va chạm liên quan đến sự kiện tuyệt chủng Permi-Trias. Cho đến nay đây vẫn là vụ tuyệt chủng chết chóc nhất khi mà 57% số họ và 83% số chi đã bị tiêu diệt.

Vụ thứ tư là Trias-Jura mà nạn nhân là gần như toàn bộ động vật một cung bênthằn lằn chúa, khả năng nguyên nhân là sự cạnh tranh tới từ khủng long.

Cuối cùng và gần đây nhất là sự kiện tuyệt chủng Creta–Paleogen. 66 triệu năm trước, một tiểu hành tinh có đường kính 10 km (6,2 dặm) lao xuống Trái Đất tại địa điểm ngoài khơi gần bán đảo Yucatán, phía nam cực tây Laurasia khi ấy, để lại hố Chicxulub. Vụ va chạm làm một lượng lớn hơi và hạt vật chất bắn vào không trung che mất ánh mặt trời, gây ức chế quang hợp. 75% sinh vật bao gồm khủng long phi chim tiêu vong, đánh dấu hồi kết của kỷ Creta và đại Trung Sinh.

Sự đa dạng hóa của động vật có vú[sửa | sửa mã nguồn]

Thú thực sự đầu tiên tiến hóa trong lúc khủng long và những loại thằn lằn chúa lớn khác đang hưng thịnh vào cuối kỷ Trias. Các đại diện đầu tiên rất bé nhỏ và khả năng sống về đêm để tránh bị săn lùng. Biến chuyển rõ rệt chỉ bắt đầu sau sự kiện tuyệt chủng Creta-Paleogen. Cho đến đầu kỷ Paleogen Trái Đất đã hồi phục từ vụ tuyệt chủng và tính đa dạng của động vật có vú tăng. Sinh vật như Ambulocetus chiếm lĩnh đại dương rồi rốt cục tiến hóa thành cá voi, trong khi nơi khác những loại như linh trưởng giành lấy cây cao. Mọi thứ thay đổi trong khoảng giữa đến cuối Eocen khi hải lưu vòng Nam Cực hình thành giữa châu Nam Cực và Australia phá vỡ các kiểu thời tiết trên toàn cầu. Xa-van không cỏ bắt đầu chiếm ưu và những loại như Andrewsarchus trỗi dậy trở thành thú săn mồi trên cạn lớn nhất từng được biết, trong khi thống lĩnh đại dương là cá voi đời đầu như Basilosaurus.

Việc cỏ tiến hóa đã làm cảnh quan Trái Đất biến đổi sâu sắc và những không gian mới giúp động vật có vú ngày một tăng kích cỡ. Cỏ bắt đầu lan rộng vào thế Miocen, thời gian mà nhiều động vật có vú ngày nay lần đầu xuất hiện. Các loại móng guốc khổng lồ như ParaceratheriumDeinotherium tiến tới cai trị đồng cỏ. Với sự hiện diện của cỏ, linh trưởng đã từ trên cây leo xuống mặt đất và khởi động quá trình tiến hóa của loài người. Cùng thời điểm, mèo to cũng đã tiến hóa và đại dương Tethys biến mất khi châu Phi đụng châu Âu.

Sự kiện địa chất mà có lẽ quan trọng nhất trong 60 triệu năm qua là sự hình thành của Panama. Các dòng hải lưu giữa Đại Tây Dương và Thái Bình Dương bị chia cắt sinh ra Dòng Vịnh làm châu Âu ấm hơn. Cầu đất liền cho phép sinh vật Nam Mỹ di cư đến Bắc Mỹ và ngược lại. Việc các loài đi về phương nam dẫn đến sự hiện diện của lạc đà không bướu, gấu Andes, kinkajou, và báo đốm ở Nam Mỹ.

Thế Pleistocen bắt đầu ba triệu năm trước đặc trưng bởi những biến đổi khí hậu sâu sắc do các kỷ băng hà. Thời lạnh giá dẫn tới tiến trình tiến hóa của người hiện đại ở châu Phi hạ Sahara. Các loại động vật lớn kiếm ăn trên những đồng cỏ đang bao phủ hầu khắp miền cận nhiệt đới. Việc bị đóng băng khiến nhiều vùng nước thu hẹp và đôi khi biến mất như Biển Bắc hay Eo biển Bering. Kỷ băng hà cuối cùng kết thúc là lúc con người vươn tỏa và hàng loạt động vật lớn lụi tàn. Vụ tuyệt chủng này, gọi là tuyệt chủng Holocen, hiện vẫn đang diễn ra.

Quá trình tiến hóa của loài người[sửa | sửa mã nguồn]

Một loại khỉ nhỏ (Hominoidea) sống vào khoảng 6 triệu năm trước là tổ tiên cuối cùng của cả người hiện đại và giống tinh tinh thân thuộc. Chỉ hai nhánh phả hệ của chúng là có hậu duệ sống sót. Vì một lý do nào đó không rõ ràng mà ngay sau khi phân tách, khỉ ở một nhánh đã phát triển khả năng đi đứng thẳng. Kích cỡ não bộ tăng nhanh và đến 2 triệu năm trước động vật đầu tiên trong chi Homo xuất hiện. Việc phân biệt các loài hay ngay cả các chi có phần tùy hứng do sinh vật không ngừng biến đổi qua các thế hệ. Cùng lúc, nhánh còn lại tách thành tổ tiên của tinh tinh thườngtinh tinh lùn trong lúc tiến hóa đang tiếp diễn đồng thời ở mọi dạng sống.

Homo erectus có lẽ là loài đầu tiên có năng lực kiểm soát lửa từ cách đây ít nhất 790.000 hoặc có thể 1,5 triệu năm. Tuy vậy lửa có thể được tận dụng sớm hơn vào đầu đồ đá cũ bởi Homo habilis hoặc Paranthropus.

Tìm hiểu nguồn gốc ngôn ngữ là một việc khó hơn. Không rõ Homo erectus nói được không hay phải đến Homo sapiens. Khi não to lên, trẻ được sinh sớm hơn trước khi đầu chúng trở nên quá to khó lọt qua khung chậu, do vậy chúng sở hữu năng lực học hỏi cao hơn và cần thời gian lệ thuộc dài hơn. Các kỹ năng xã hội và ngôn ngữ trở nên phức tạp góp phần thúc đẩy sự hợp tác và phát triển trí tuệ. Khởi điểm của người hiện đại (Homo sapiens) là vào khoảng 200.000 năm trước hay sớm hơn ở châu Phi. Hóa thạch cổ nhất có từ 160.000 năm trước.

Neanderthal là nhóm người đầu tiên có biểu hiện tâm linh khi họ chôn cất người chết. Tuy nhiên bằng chứng về những tín ngưỡng phức tạp hơn như tranh hang động (liên hệ với ý nghĩa huyền diệu hay tôn giáo) của người Cro-Magnon phải đến 32.000 năm trước mới xuất hiện. Người Cro-Magnon còn để lại những tượng đá nhỏ như Vệ nữ Willendorf mà có lẽ cũng biểu lộ tín ngưỡng. Đến 11.000 năm trước, Homo sapiens đã đặt chân đến cực nam Nam Mỹ, lục địa không người ở cuối cùng (trừ châu Nam Cực). Kỹ năng giao tiếp và sử dụng dụng cụ được cải thiện và quan hệ giữa các cá nhân trở nên rắc rối hơn.

Các nền văn minh[sửa | sửa mã nguồn]

Người Vitruvius của Leonardo da Vinci thể hiện những tiến bộ trong nghệ thuật và khoa học thời Phục Hưng.

Suốt hơn 90% lịch sử của mình, Homo sapiens sống thành bầy nhỏ, săn bắt hái lượm nay đây mai đó. Khi mà ngôn ngữ trở nên phức tạp hơn, kỹ năng nhớ và giao tiếp tiến tới một khái niệm theo lý thuyết do Richard Dawkins đề xuất, meme. Ý tưởng có thể trao đổi nhanh chóng và truyền đạt qua các thế hệ. Văn hóa tiến triển nhanh hơn sinh học và lịch sử đích thực bắt đầu. Giai đoạn 8500–7500 trước CN, con người ở vùng Lưỡi liềm Màu mỡ, Trung Đông, bắt đầu nuôi trồng động thực vật một cách có phương pháp và đó là nông nghiệp. Hoạt động này lan ra những khu lân cận và phát triển độc lập ở những nơi khác cho đến khi hầu hết Homo sapiens trở thành nông dân sống cố định một chỗ. Vậy nhưng không phải mọi xã hội đều xóa bỏ đời sống du cư, đặc biệt ở những địa bàn cô lập có ít loài có thể nuôi trồng như Australia. Với các nền văn minh nông nghiệp, sản phẩm và tính ổn định tương đối do nghề nông mang lại cho phép dân số mở mang.

Nông nghiệp có sức ảnh hưởng lớn lao, con người bắt đầu tác động mạnh mẽ đến môi trường. Lương thực dư thừa làm nảy sinh tầng lớp cai trị, kế đến là phân công lao động ngày một tăng. Hệ quả là nền văn minh đầu tiên, Sumer, xuất hiện ở Trung Đông vào khoảng năm 4000 đến 3000 trước CN. Các nền văn minh khác nhanh chóng trỗi dậy ở Ai Cập cổ đại, thung lũng sông Ấn, và Trung Quốc. Chữ viết ra đời giúp lưu trữ thông tin do đó thúc đẩy chuyển giao kiến thức và tạo ra những xã hội phức tạp. Con người không còn phải dành toàn bộ thời gian để sinh tồn và những công việc chuyên biệt đầu tiên ra đời (thợ thủ công, thương gia, thầy tu ...). Tính ham tìm tòi và giáo dục dẫn lối con người theo đuổi tri thức và sự uyên bác, mang đến những môn học như khoa học (ở hình thái nguyên thủy). Theo đó các nền văn minh quy mô và phức tạp hơn nảy sinh, ví dụ như những đế quốc đầu tiên giao thương hoặc giao tranh với nhau vì lãnh thổ và tài nguyên.

Cho đến khoảng năm 500 trước CN, những nền văn minh tân tiến ở Trung Đông, Iran, Ấn Độ, Trung Quốc, Hy Lạp đã lộ diện. Vào năm 221 trước CN, Trung Quốc trở thành một chính thể lớn mạnh truyền bá văn hóa ra khắp Đông Á và là quốc gia đông dân nhất thế giới. Các nguyên tắc căn bản của văn minh phương Tây chủ yếu được định hình ở Hy Lạp cổ đạiLa Mã cổ đại. Hy Lạp cổ đại là cái nôi của chính quyền dân chủ đầu tiên và những tiến bộ to lớn về triết học, toán học, khoa học, trong khi La Mã cổ đại nổi bật về luật pháp, chính quyền, kỹ thuật. Đế quốc La Mã bị Ki-tô hóa bởi hoàng đế Constantinus vào đầu thế kỷ 4 và đến hết thế kỷ 5 thì suy tàn. Ki-tô giáo bắt đầu lan khắp châu Âu vào thế kỷ 7. Vào năm 610, đạo Hồi ra đời và nhanh chóng trở thành tôn giáo nổi trội ở Tây Á. Bayt al-Ḥikmah được xây ở Baghdad thời Abbas là trung tâm kiến thức lớn trong thời kỳ hoàng kim của đạo Hồi. Các học giả Hồi giáo ở Baghdad và Cairo có vị thế từ thế kỷ 9 đến khi Mông Cổ đánh phá Baghdad năm 1258. Vào năm 1054 cuộc đại ly giáo giữa Công giáo hội La MãChính thống giáo Đông phương đã dẫn đến những khác biệt văn hóa rõ rệt giữa Đông và Tây Âu.

Tới thế kỷ 14 phong trào Phục Hưng bắt đầu ở Ý với những tiến bộ trong tôn giáo, nghệ thuật, khoa học. Khi ấy Giáo hội Ki-tô trong vai thực thể chính trị đã mất đi nhiều quyền lực. Trong năm 1492 Christopher Columbus đến châu Mỹ, khởi xướng những biến chuyển lịch sử cho tân thế giới. Văn minh châu Âu đổi khác từ năm 1500 dẫn tới các cuộc cách mạng công nghiệpkhoa học. Châu lục này bắt đầu áp đặt uy thế chính trị và văn hóa lên xã hội loài người ở khắp nơi trên thế giới. Vào thế kỷ 18 một phong trào văn hóa gọi là Khai Sáng đã định hình tư tưởng của châu Âu và góp phần vào công cuộc thế tục hóa. Giai đoạn 1914–1918 và 1939–1945 nhiều quốc gia bị lôi kéo vào hai cuộc chiến tranh thế giới. Sau chiến tranh thế giới thứ nhất, Hội Quốc Liên được thành lập để giải quyết những tranh chấp một cách hòa bình. Tuy nhiên một cuộc chiến tranh thế giới khác đẫm máu nhất lịch sử nhân loại lại diễn ra và Hội Quốc Liên bị thay thế bằng Liên Hợp Quốc. Sau chiến tranh, nhiều quốc gia mới thành lập, tuyên bố hay được trao nền độc lập trong thời kỳ phi thực dân hóa. Hoa KỳLiên Xô nổi lên thành những siêu cường thống trị, đối địch và cạnh tranh nhau trong chiến tranh lạnh cho đến khi Liên Xô tan rã vào năm 1991. Khi hoạt động vận tải và giao tiếp ngày càng hiệu quả, công việc chính trị và kinh tế của các quốc gia cũng ngày một hòa quyện. Sự toàn cầu hóa này thường gây nên cả xung đột lẫn hợp tác.

Sự kiện gần đây[sửa | sửa mã nguồn]

Phi hành gia Bruce McCandless II bên ngoài tàu con thoi Challenger vào năm 1984

Biến chuyển tiếp diễn nhanh chóng từ giữa thập niên 1940 đến nay. Các phát triển công nghệ bao gồm vũ khí hạt nhân, máy tính, kỹ thuật di truyền, công nghệ nano. Toàn cầu hóa kinh tế được thúc đẩy nhờ những tiến bộ trong giao tiếp và vận tải ảnh hưởng đến đời sống thường ngày ở nhiều nơi trên thế giới. Các hình thái thể chế và văn hóa như chủ nghĩa tư bản, dân chủ, chủ nghĩa môi trường gia tăng sức ảnh hưởng. Khi mà dân số thế giới ngày một đông, những vấn đề lớn như bệnh tật, chiến tranh, nghèo đói, bạo lực, biến đổi khí hậu do con người cũng trở nên nghiêm trọng hơn.

Vào năm 1957, Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên lên quỹ đạo và không lâu sau Yuri Gagarin trở thành người đầu tiên bay vào không gian. Neil Armstrong là người đầu tiên đặt chân lên thiên thể khác ngoài Trái Đất là Mặt Trăng. Tàu thăm dò không người lái được cử đến mọi hành tinh đã biết trong Hệ Mặt Trời, một vài trong đó (như Voyager) đã rời khỏi hệ. 5 cơ quan không gian đại diện cho hơn 15 quốc gia đã hợp tác xây dựng Trạm Vũ trụ Quốc tế. Con người vẫn luôn hiện diện trên đó từ năm 2000. Vào những năm 1990, mạng lưới toàn cầu (WWW) đi vào cuộc sống và từ đó trở thành nguồn thông tin không thể thiếu trong thế giới phát triển.