Lịch Sử Trái Đất

180

Lịch sử Trái Đất trải dài khoảng 4,55 tỷ năm. Lịch sử Trái Đất được bắt đầu từ khi Trái Đất hình thành từ Tinh vân Mặt Trời cho đến hiện tại. Bài viết dưới đây là tóm tắt một cách tổng quan nhất về lịch sử hình thành Trái Đất theo những lý thuyết khoa học được nhiều người công nhận nhất hiện tại.

Nguồn gốc của vũ trụ – Vụ Nổ Lớn (Big Bang), được ước tính đã xảy ra khoảng 13,8 tỷ năm trước.

1. Nguồn gốc Trái Đất

Trái Đất được hình thành cùng với Hệ Mặt Trời từ khi Hệ Mặt Trời ban đầu còn tồn tại như một đám mây bụi và khí khổng lồ, quay tròn gọi là Tinh vân Mặt Trời. Tinh vân này bao gồm hydro và heli được tạo ra từ Vụ Nổ Lớn (Big Bang), và nó cũng bao gồm những nguyên tố hóa học nặng hơn khác được tạo ra từ các ngôi sao đã chết.

Sau đó, vào khoảng 4,6 tỷ năm trước, có thể có một ngôi sao ở gần đó bắt đầu trở thành một siêu tân tinh. Và vì Vụ Nổ Lớn gây sóng chấn động về hướng Tinh vân Mặt Trời và ảnh hưởng đến tinh vân, làm nó bị nén vào. Vì đám mây bụi là Tinh vân Mặt Trời này tiếp tục quay, lực hấp dẫn và quán tính đã làm đám mây trở nên phẳng như hình dạng một cái đĩa và vuông góc với trục quay của nó. Đa phần khối lượng tập trung ở giữa và bắt đầu nóng lên.

Lúc ấy, trọng lực làm cho vật chất cô đặc lại xung quanh các hạt bụi vật chất khiến cho phần còn lại của chiếc đĩa bắt đầu tan rã thành những vành đai. Các mạnh nhỏ va chạm vào nhau và dính lại tạo thành những mảnh lớn hơn. Những mảnh nằm trong tập hợp các mảnh nằm cách trung tâm khoảng 150 triệu kilomet va chạm nhau tạo thành Trái Đất.

Khi Mặt Trời ngày càng đặc lại, nó nóng lên, và nhiệt độ cao làm các phản ứng hạt nhân bùng nổ tạo nên các cơn gió Mặt Trời. Các cơn gió Mặt Trời thổi bay đa phần những vật chất còn ở trong đĩa và chưa bị cô đặc vào những tập hợp vật chất lớn hơn.

lịch sử trái đất
Nguồn gốc hình thành nên Hệ Mặt Trời và Trái Đất

2. Mặt Trăng – Vệ tinh của Trái Đất

Đến hiện tại, nguồn gốc của Mặt Trăng vẫn còn chưa chắc chắn, mặc dù đa số bằng chứng tồn tại ủng hộ cho giả thuyết sự va chạm dữ dội. Theo đó, Trái Đất có thể không phải là hành tinh duy nhất được tạo thành ở khoảng cách 150 triệu km từ Mặt Trời.

Một giả thuyết cho rằng một tập hợp vật chất khác với khoảng cách 150 triệu km từ cả Trái Đất và Mặt Trời, nằm ở điểm Lagrange thứ tư hay thứ năm – đây là hành tinh Theia. Hành tinh này nhỏ hơn so với Trái Đất lúc bấy giờ, các nhà khoa học dự đoán nó có kích thước và khối lượng bằng Sao Hỏa. Quỹ đạo của Theia ban đầu là khá ổn định. Tuy nhiên, về sau khi Trái Đất có khối lượng càng ngày càng lớn khi thu thập thêm vật chất ở xung quanh, thì quỹ đạo của Theia trở nên ngày càng bất ổn định hơn. Hành tinh này đu đưa tới lui theo Trái Đất cho đến khi nó va chạm vào Trái Đất theo một góc thấp và chéo; điều này xảy ra vào khoảng thời gian cách nay khoảng 4.533 tỷ năm.

Tốc độ chậm và góc nhỏ khiến cho sự va chạm của Theia với Trái Đất không đủ để hủy diệt Trái Đất, nhưng sự va chạm này khiến một tỷ lệ lớn lớp vỏ của nó bị bắn hẳn ra. Những phần từ nặng từ Theia chìm sâu vào vỏ Trái Đất sau cú va chạm, trong khi những phần còn lại và vật chất phóng ra tập hợp lại với nhau thành một vật thể duy nhất trong vài tuần. Sau đó, có lẽ là trong một năm, dưới ảnh hưởng từ trọng lực của chính nó, nó trở thành một vật thể có hình cầu là Mặt Trăng.

Người ta cho rằng sự va chạm này đã làm thay đổi trục của Trái Đất, làm nó nghiêng đi 23,5⁰, trục quay nghiêng gây ra hiện tượng các mùa trên Trái Đất (Theo đó, một hình thức lý tưởng và đơn giản về nguồn gốc hành tinh sẽ có các trục nghiêng 0⁰ và không gây ra hiện tượng mùa). Sự va chạm này có thể cũng là nguyên nhân làm tốc độ quay của Trái Đất tăng thêm và khởi động những kiến tạo địa tầng.

lịch sử trái đất
Nguồn gốc hình thành nên Mặt Trăng – vệ tinh tự nhiên của Trái Đất

3. Thời kỳ Liên đại Hỏa Thành (Thái Viễn Cổ)

Trái Đất buổi ban đầu ở thời gian Liên đại Hỏa Thành (hay còn gọi là Thái Viễn Cổ) rất khác biệt so với Trái Đất của chúng ta hiện nay. Ở thời buổi đó, Trái Đất không có các đại dương và trên khí quyển cũng không có oxy. Hơn thế nữa, Trái Đất luôn bị bắn phá bởi các tiểu hành tinh và các vật chất khác còn sót lại sau khi hình thành nên Hệ Mặt Trời. Chính cuộc bắn phá dữ dội này và sức nóng từ áp lực co ngót khiến cho Trái Đất ở giai đoạn này hầu như bị nấu chảy ra. Trong đó, những vật chất nặng chìm vào tâm hành tinh, trong khi những vật chất nhẹ hơn nổi lên trên bề mặt và tạo ra nhiều lớp của Trái Đất.

Khí quyển ban đầu của Trái Đất có thể gồm những vật liệu bao quanh bên ngoài từ Tinh vân Mặt Trời, đặc biệt là các khí nhẹ như hydro và heli. Tuy nhiên, các cơn gió Mặt Trời và chính nhiệt lượng của Trái Đất có thể đã thổi bay khí quyển đó. Bề mặt Trái Đất dần lạnh đi và tạo nên lớp vỏ cứng trong vòng 150 triệu năm (khoảng 4,4 tỷ năm trước).

Hơi nước thoát ra từ lớp vỏ khi các khí gas bị núi lửa phun lên, tạo ra cho Trái Đất bầu khí quyển thứ hai. Nước được cung cấp thêm từ những cuộc va chạm của sao băng. Những điều này khiến cho hành tinh lạnh đi và các đám mây được hình thành. Mưa tạo nên các biển trong vòng 750 triệu năm (3,8 tỷ năm trước). Tuy nhiên, điều này cũng có thể đã xảy ra sớm hơn, do những bằng chứng gần đây cho thấy các đại dương có thể đã bắt đầu được tạo nên từ 4,2 tỷ năm trước. 

Khí quyển mới có lẽ có chứa hơi nước, cacbon dioxit, metan, nito và amoniac, cũng như một lượng nhỏ các chất khí. Hoạt động của núi lửa tăng lên và bức xạ tia cực tím thâm nhập khắp bề mặt Trái Đất do không có tầng ozone để ngăn cản.

lịch sử trái đất
Thời kỳ Liên đại Hỏa Thành

4. Nguồn gốc sự sống

Ngay sau Vụ Nổ Lớn, khoảng 13,8 tỷ năm trước, hóa sinh của sự sống có thể đã bắt đầu. Theo giả thuyết panspermia, sự sống siêu nhỏ được thiên thạch, tiểu hành tinh, bụi vũ trụ và các vật thể trong Hệ Mặt Trời nhỏ khác đưa đến Trái Đất sơ khai và sự sống có thể tồn tại trong vũ trụ. Có thể thấy, giả thuyết panspermia cho rằng sự sống bắt nguồn từ bên ngoài Trái Đất, tuy nhiên, giả thuyết này lại không giải thích dứt khoát và rõ ràng về nguồn gốc của nó. 

Tuy nhiên, Trái Đất vẫn là nơi duy nhất trong vũ trụ hiện nay được biết đến với sự sống, và bằng chứng hóa thạch từ Trái Đất tạo điều kiện cho hầu hết các nghiên cứu về nguồn gốc sự sống. Tuổi của Trái Đất là khoảng 4,54 tỷ năm; bằng chứng không thể chối cãi sớm nhất về sự sống trên Trái Đất có từ ít nhất 3,5 tỷ năm trước, và rất có thể sớm nhất là từ kỷ Đại Tiền Thái cổ (từ 3,6 đến 4,0 tỷ năm trước), sau khi lớp vỏ địa chất bắt đầu hóa cứng sau khi Hadean Eon nóng chảy. Vào tháng 5 năm 2017, tại Pilbara Craton, Tây Úc, các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng có thể về sự sống ban đầu trên đất liền ở geyserite 3,48 tỷ năm tuổi và các mỏ khoáng sản liên quan khác (thường được tìm thấy xung quanh mạch nước phun và suối nước nóng).

Tuy nhiên, một số khám phá cho thấy sự sống có thể đã xuất hiện trên Trái Đất thậm chí sớm hơn. Tính đến năm 2017, các vi sinh vật hóa thạch – microfossils, trong các kết tủa thủy nhiệt với độ tuổi từ 3,77 đến 4,28 tỷ năm tuổi được tìm thấy ở Quebec; trong các hòn đá Canada có thể chứa đựng kỷ lục sống lâu đời nhất trên Trái Đất, chúng cho thấy sự sống bắt đầu ngay sau khi hình thành đại dương vào 4,4 tỷ năm trước. Theo nhà sinh vật học Stephen Blair Hedges: “ Nếu sự sống phát sinh tương đối nhanh trên Trái Đất thì nó có thể phổ biến trong vũ trụ”.

Vẫn chưa khám phá được các chi tiết về nguồn gốc sự sống, mặc dù các nguyên lý rộng đã được đưa ra. Một số ít các nhà khoa học tin rằng: cuộc sống, hay ít nhất là các thành phần hữu cơ, có thể đã đến với Trái Đất từ vũ trụ (theo Thuyết tha sinh); tuy vậy, những cơ cấu mà theo đó sự sống có thể được phát sinh được tin là tương tự với những sự sống có nguồn gốc trên Trái Đất.

Còn lại, đa số các nhà khoa học tin rằng: sự sống có nguồn gốc từ Trái Đất; tuy nhiên, thời gian của sự kiện này rất khác biệt – có lẽ là vào khoảng 4 tỷ năm trước. Vì một lý do nào đó chưa xác định được, trong sự hoạt động hóa học mạnh mẽ ở thời kỳ đầu của Trái Đất, một phân tử (hay thậm chí là một thứ gì đó khác vẫn chưa được khám phá) đã có khả năng tự phân chia thành các bản sao của chính nó. Bản chất của phân tử này vẫn chưa được biết đến, từ đó, các chức năng của nó được truyền lại cho các thế hệ bản sao về sau này, DNA. 

Khi tự mô phỏng, bản sao không phải lúc nào cũng thể hiện chính xác – hay nói cách khác hoàn toàn giống như thế hệ trước: một số bản sao có chứa “lỗi”. Nếu sự thay đổi làm mất đi khả năng tự mô phỏng của phân tử, thì nó sẽ mất đi, và con đường phát triển bị dập tắt. Nếu sự thay đổi không làm mất đi khả năng mô phỏng của phân tử đó, một số thay đổi hiếm hoi sẽ làm phân tử được mô phỏng và được tái tạo một cách nhanh chóng hơn và với khả năng tốt hơn: những dòng dõi sau của phân tử này sẽ trở nên đông đảo và “thành công” hơn.  Khi sự lựa chọn các vật liệu thô (thức ăn) trở nên thiếu thốn, ít sự lựa chọn hơn, các dòng dõi sau đó có thể khai thác các nguyên liệu khác, hay có thể nói là học cách tiến triển của các kiểu dòng dõi khác và trở nên đông đảo hơn.

lịch sử trái đất
Cấu trúc của vi khuẩn lam và lục lạp

Nhiều lý thuyết về các kiểu phát triển khác nhau đã được đưa ra nhằm giải thích tại sao một bản sao lại có thể phát triển hơn bản gốc của nó. Nhiều bản sao đã được thử nghiệm, bao gồm cả các hóa chất hữu cơ như các protein hiện đại của các tinh thể, phospholipid, acid nucleic, hay thậm chí các hệ lượng tử. Hiện nay không có phương pháp nào có thể xác định kiểu nào trong số các kiểu trên là tương thích nhất với nguồn gốc sự sống trên Trái Đất, nếu có. 

Một trong những lý thuyết trước kia và một lý thuyết khác đã chứng minh là đúng đắn về một số khía cạnh là một ví dụ để giải thích về việc tại sao quá trình này có thể xảy ra. Năng lượng cao từ bức xạ tia cực tím, sét và các núi lửa có thể làm cho các phản ứng hóa học tạo ra nhiều phân tử phức tạp hơn từ các hợp chất đơn giản như amoniac và metan. Trong số những sản phẩm đó, có nhiều hợp chất hữu cơ đơn giản là những nguyên tố căn bản của sự sống. Khi số lượng của những “hợp chất hữu cơ” đó tăng lên, các phân tử của chúng phản ứng lẫn nhau. Thỉnh thoảng, các phân tử phức tạp hơn có thể tạo thành các cơ thể sống, tạo ra một tổ chức để tập hợp và tập trung các vật chất hữu cơ. Sự hiện diện của một số phân tử phức tạp hơn có thể làm tăng tốc một phản ứng hóa học. Tất cả chúng tiếp diễn trong một thời gian dài, với các phản ứng thường hoặc ít xảy ra ngẫu nhiên, cho đến khi nó may mắn tạo nên một phân tử mới gọi là phân tử tái tạo. Phân tử tái tạo có tính chất kỳ dị đó là thúc đẩy các phản ứng hóa học tạo thành bản sao của chính nó, và tiến trình phát triển thực sự bắt đầu từ đây.

Các lý thuyết khác đưa ra các kiểu tái tạo khác. Mặc dù vậy, trong bất kỳ trường hợp nào, DNA chiếm vai trò chức năng của các phân tử tái tạo. Tất cả các hình thức sự sống từng được biết đến (ngoại trừ một số loại virus) đều sử dụng DNA làm hình thức tái tạo của chúng trong hầu hết các phương pháp tái tạo. 

5. Tế bào đầu tiên hình thành

Sự sống hiện đại có nguyên liệu tái tạo được đóng gói gọn bên trong một màng tế bào. Tìm hiểu nguồn gốc của màng tế bào dễ dàng hơn so với việc tìm hiểu nguồn gốc của chất tái tạo; bởi vì các phân tử phospholipid tạo thành mảng tế bào thường ở dạng hai lớp (bilayer) tự sinh khi được đặt trong nước. Dưới một số điều kiện, nhiều quả cầu như vậy có thể được hình thành (theo Lý thuyết bong bóng). Vẫn chưa biết chắc được rằng liệu quá trình này diễn ra trước hay sau khởi nguồn của chất tái tạo (hay có lẽ nó từng là chất tái tạo).

Thuyết phổ biến nhất cho rằng chất tái tạo, có lẽ là RNA cho đến lúc ấy (theo lý thuyết thế giới RNA), cùng bộ máy tái tạo của nó và có lẽ cả các biomolecules khác đã có tham gia vào quá trình. Khi các tiền tế bào ban đầu phát triển quá lớn, có lẽ, chúng đã đơn giản vỡ ra; những thứ bên trong chúng có lẽ đã xâm lấn sang các “bong bóng” khác. Các protein làm ổn định màng, hay sau này giúp vào quá trình phân chia có trật tự, đã thúc đẩy quá trình tăng trưởng của các tế bào đó.

RNA cũng có thể là một trong những ứng cử viên của một chất tái tạo ban đầu, bởi vì nó vừa có thể lưu trữ thông tin di truyền vừa làm chất xúc tác cho các phản ứng. Ở một số khía cạnh, vai trò lưu trữ di truyền của RNA đã bị DNA chiếm giữ và vai trò xúc tác của nó đã bị các protein được gọi là enzym chiếm giữ. Ngày càng có nhiều người tin rằng những tế bào ban đầu đó có thể đã tham gia cùng với các chất thoát ra từ miệng núi lửa dưới đáy biển, được gọi là ”khói đen”, hoặc thậm chí với đất đá nóng và sâu. Tuy nhiên, mọi người đều tin rằng trong vô số những tiền tế bào hay những tế bào này chỉ có một còn sống sót.

Những bằng chứng hiện nay cho thấy, vị tổ tiên của sự sống trên thế giới này đã sống trong buổi đầu thời kỳ Archean (có lẽ khoảng 3,5 tỷ năm trước) hay sớm hơn. Tế bào này là tổ tiên của mọi tế bào và vì vậy, là tổ tiên của mọi sự sống trên Trái Đất. Có lẽ, nó là một sinh vật nhân sơ, có một màng tế bào, và thậm chí có lẽ có cả ribosome; tuy nhiên, nó không có nhân hay các cơ quan tế bào ngoài màng như lục lạp hay ty thể. Giống như mọi tế bào hiện đại, nó sử dụng DNA làm mã di truyền, RNA để trao đổi thông tin và tổng hợp protein, cũng như các enzyme làm xúc tác cho phản ứng. Một số nhà khoa học tin rằng tế bào này không chỉ là một cá thể duy nhất mà là một số lượng các sinh vật trao đổi gen trong trao đổi gen bên.

lịch sử trái đất
Cấu trúc đơn giản của một tế bào

6. Quang hợp và oxy

6.1. Quang hợp

Có lẽ tất cả các tế bào ban đầu đều là tế bào dị dưỡng – sử dụng những phân tử hữu cơ (kể cả những tế bào khác), như nguyên liệu sống và một nguồn năng lượng. Do nguồn cung cấp dinh dưỡng hạn chế, một số tế bào đã phát triển cách thức hấp thụ dinh dưỡng mới; đó là, những tế bào này hấp thụ ánh sáng mặt trời như một nguồn năng lượng thay vì dựa vào số lượng các phân tử hữu cơ tồn tại tự do đang ngày càng giảm sút. Các con số ước lượng được các nhà khoa học đưa ra không đồng nhất, nhưng có lẽ một thứ tương tự như sự quang hợp hiện đại ngày nay đã bắt đầu phát triển vào khoảng 3 tỷ năm trước. Việc này khiến không chỉ sinh vật tự dưỡng mà cả sinh vật dị dưỡng lợi dụng được năng lượng mặt trời. Quang hợp sử dụng nước và cacbon dioxit vốn rất phong phú kết hợp với năng lượng từ ánh sáng mặt trời để sản xuất những phân tử hữu cơ giàu năng lượng (carbohydrate).

lịch sử trái đất
Sự quang hợp

6.2. Oxy

Khí oxy được sản xuất ra như một phế phẩm của quá trình quang hợp. Ban đầu, khí oxy liên kết với sắt, vôi và những chất khoáng khác; nhưng khi các chất khoáng đã được sử dụng hết, khí oxy bắt đầu tụ tập trong khí quyển. Mặc dù mỗi tế bào chỉ sản xuất ra một lượng oxy rất nhỏ, tổng các quá trình trao đổi chất của nhiều tế bào sau những khoảng thời gian rất dài đã biến bầu khí quyển của Trái Đất trở thành tình trạng như hiện nay. Và đây cũng là thời kỳ khí quyển thứ ba của Trái Đất. Một số oxy phản ứng để hình thành nên ozone và ozone tạo thành một lớp nằm ở phần trên cùng của khí quyển. Tầng ozone đã và vẫn đang hấp thụ một lượng lớn bức xạ cực tím mà trước kia có thể xuyên qua khí quyển. Điều này cho phép các tế bào di chuyển lên trên bề mặt đại dương và cuối cùng là đến đất liền. Bức xạ cực tím sẽ đi tới bề mặt Trái Đất và gây ra tình trạng biến đổi lớn cho các tế bào, nếu không có tầng ozone.

Bên cạnh việc tạo ra phần lớn lượng năng lượng cần thiết cho các hình thức sự sống và ngăn cản bức xạ tia cực tím thì các tác động của quang hợp còn có một tác dụng thứ ba khác mang đến sự thay đổi có tầm quan trọng lớn trên thế giới. Đó là việc tạo ra nhiều oxy; trong khi đó, oxy là chất độc đối với nhiều dạng sống vào thời kỳ này; có lẽ đa phần sự sống trên Trái Đất đã biến mất khi lượng oxy tăng lên (được biết đến như Thảm họa oxy). Sau thảm họa oxy, các hình thái sự sống mới thích nghi được với bầu khí quyển oxy đã tồn tại và phát triển, và một số trong chúng cũng đã phát triển khả năng sử dụng oxy để tăng cường sự trao đổi chất và hấp thụ được nhiều năng lượng hơn từ cùng loại thực phẩm.

lịch sử trái đất
Khí oxy

7. Nội cộng sinh và ba vực của sự sống

Sự sống được chia thành ba vực theo phép phân loại hiện đại. Thời điểm khởi đầu của các vực đó chỉ có thể được suy đoán. Vực Bacteria có lẽ là sự chia tách đầu tiên khỏi những hình thức sự sống khác (thỉnh thoảng được gọi là Neomura), tuy nhiên, sự phỏng đoán này còn gây ra nhiều tranh cãi. Ngay sau đó, vào khoảng 2 tỷ năm trước, Neomura phân chia thành Archaea và Eukarya. Các tế bào Eukarya lớn và phức tạp hơn nhiều so với các tế bào prokaryotic (Bacteria và Archaea), và nguồn gốc sự phức tạp đó hiện đang dần được khám phá.

Ở khoảng trong thời kỳ này, một tế bào vi khuẩn có liên quan tới Rickettsia ngày nay đã xâm nhập vào một tế bào prokaryotic lớn hơn. Tuy nhiên, có lẽ tế bào lớn đã không thành công khi tiêu hóa tế bào nhỏ (có thể là vì quá trình phát triển khả năng tự vệ của con mồi); hoặc có lẽ tế bào nhỏ đã tìm được cách ký sinh trên tế bào lớn. Dù nguyên nhân thế nào đi chăng nữa thì tế bào nhỏ đã sống sót bên trong tế bào lớn. Tế bào nhỏ này đã có thể chuyển hóa các phế phẩm của tế bào lớn và thu được nhiều năng lượng nhờ vào việc sử dụng oxy. Một số năng lượng dư đó được chuyển trở lại cho vật chủ. Tế bào nhỏ tái tạo bên trong tế bào lớn và nhanh chóng một mối quan hệ cộng sinh ổn định được thiết lập ngay sau đó. Theo thời gian, tế bào chủ nhận được một số gen của tế bào nhỏ và hai tế bào này trở nên phụ thuộc lẫn nhau: tế bào nhỏ không thể tồn tại được khi không có nguyên liệu thô do tế bào lớn cung cấp và tế bào lớn cũng không thể sống được nếu không có năng lượng do tế bào nhỏ tạo ra. Sự cộng sinh phát triển giữa tế bào lớn và cộng đồng tế bào nhỏ bên trong nó phát triển cao tới mức chúng được coi là đã trở thành một sinh vật duy nhất, các tế bào nhỏ này được xếp loại là cơ quan tế bào và được gọi là ty thể (mitochondria).

Một sự kiện tương tự cũng diễn ra với sự quang hợp, vi khuẩn lam (cyanobacteria) chui vào trong các tế bào dị dưỡng và trở thành các lục lạp (chloroplast).

Có lẽ vì các thay đổi này mà ở khoảng thời gian nào đó chừng 1 tỷ năm trước, một dòng tế bào có khả năng quang hợp đã tách ra khỏi các Eukaryotes khác. Nếu con số chính xác, có lẽ đã có nhiều sự kiện tương tự diễn ra. Bên cạnh lý thuyết nội cộng sinh (endosymbiotic) có cơ sở khá vững chắc về nguồn gốc của tế bào với các ty thể và lục lạp, cũng có lý thuyết cho rằng các tế bào đã hình thành spirochete, peroxisomes hình thành nên flagella và cilia; và có lẽ nhân tế bào được tạo nên từ một virus DNA, dù không một lý thuyết nào trong số đó được ủng hộ rộng rãi.

8. Sinh vật đa bào

Bacteria, Archaea và Eukaryotes tiếp tục đa dạng hóa và trở nên tinh vi hơn, cũng như thích ứng tốt hơn với môi trường của chúng. Mỗi vực lại liên tiếp chia thành nhiều giống. Tuy nhiên, hiện nay, chúng ta vẫn còn biết rất ít về lịch sử bacteria và archaea.

Khoảng 1,1 tỷ năm trước, siêu lục địa Rodinia bắt đầu hình thành, nhưng chúng ta vẫn chưa biết rõ về những sự di chuyển lục địa trước đó. Dù thực vật, động vật và các loài nấm vẫn tồn tại như những tế bào đơn độc nhưng chúng đều đã phân chia. Một số chúng sinh sống thành các tập đoàn và dần dần hình thành nên một số hành vi phân công lao động; ví dụ, các tế bào ngoại biên có thể bắt đầu đảm nhận một số vai trò khác biệt so với các tế bào bên trong. Mặc dù sự phân chia giữa một tập đoàn với các tế bào chuyên biệt và một sinh vật đa bào không phải lúc nào cũng rõ ràng, các thực vật đa bào đầu tiên xuất hiện, khoảng 1 tỷ năm trước, có lẽ đó là tảo lục.

Có thể vào khoảng 900 triệu năm trước, đa bào thực sự đã xuất hiện ở động vật. Ban đầu, có lẽ là một thứ gì đó khá tương tự với đa bào của hải miên (bọt biển) ngày nay; theo đó, tất cả các tế bào đều mang tính toàn năng (totipotent) và một cơ quan bị mất có thể tự tái tạo. Khi sự phân chia lao động trở nên đầy đủ hơn trong mọi giống sinh vật đa bào, các tế bào bắt đầu phát triển chuyên biệt hóa hơn và phụ thuộc vào nhau hơn; các tế bào riêng biệt sẽ chết. Tới khoảng 750 triệu năm trước, siêu lục địa Rodinia bắt đầu tan vỡ.

lịch sử trái đất
Sinh vật đa bào đầu tiên có cấu tạo giống như bọt biển ngày nay

9. Sự xâm chiếm mặt đất

Như đã đưa ra ở trên, sự tích tụ khí oxy trong khí quyển Trái Đất dẫn đến sự hình thành ozone. tạo nên một lớp ngăn chặn đa phần bức xạ tia cực tím của mặt trời. Vì vậy, các sinh vật đơn bào đi lên mặt đất sẽ có cơ hội sống sót cao hơn, và các sinh vật chưa có nhân đã bắt đầu sinh sôi và trở nên thích ứng tốt hơn với môi trường sống bên ngoài đại dương.

Có lẽ các sinh vật chưa có nhân đã đi lên và chinh phục mặt đất ngay từ 2,6 tỷ năm trước; thậm chí, có thể trước cả khi sinh vật nhân chuẩn xuất hiện. Trong một khoảng thời gian dài, lục địa vẫn là nơi không thể sinh sống đối với các sinh vật đa bào. Khoảng 600 triệu năm trước, siêu lục địa Pannotia đã hình thành và khoảng 50 triệu năm sau đó, nó đã vỡ thành nhiều mảnh. Cá là những động vật có xương sống sớm nhất và chúng đã bắt đầu xuất hiện tại các đại dương từ khoảng 530 triệu năm trước. Một cuộc đại tuyệt chủng đã xảy ra thời kỳ cuối kỷ Cambri – kỷ này chấm dứt vào 488 triệu năm trước.

Nhiều triệu năm trước, nấm và thực vật (có lẽ giống với tảo) đã bắt đầu mọc trên ria mặt nước và sau đó tách hẳn ra khỏi nó. Những hóa thạch thực vật và nấm cổ nhất trên đất liền có niên đại từ 480 – 460 triệu năm trước, mặc dù bằng chứng phân tử cho thấy nấm có thể đã xâm chiếm đất liền ngay từ 1 tỷ năm trước và thực vật là 700 triệu năm. Ban đầu, nấm và thực vật vẫn ở gần mặt nước, các sự kiện đột biến và biến thể khiến chúng ngày càng xâm chiếm, lấn át sâu hơn vào môi trường mới.

Hiện nay, thời gian những động vật đầu tiên rời đại dương vẫn chưa được biết chính xác, bằng chứng rõ rệt sớm nhất là những động vật chân đốt trên đất liền khoảng 450 triệu năm trước; có lẽ chúng đã phát triển và trở nên thích nghi hơn với môi trường nhờ vào nguồn thực phẩm phong phú từ các loài thực vật trên đất liền. Cũng có một số bằng chứng chưa được xác nhận cho rằng những động vật chân đốt có thể đã xuất hiện trên mặt đất ngay từ 530 triệu năm trước. Những động vật bốn chân đầu tiên xuất hiện từ loài có vào khoảng 380 – 375 triệu năm trước. Các nhà khoa học cho rằng có lẽ các vây đã phát triển để trở thành chi cho phép những động vật bốn chân đầu tiên nhấc cao đầu khỏi mặt nước để hít thở không khí; điều này giúp chúng sống được ở những vùng nước ít oxy hay đuổi theo những con mồi nhỏ vào trong vùng nước nông. Có thể sau này chúng đã tiến vào đất liền trong những khoảng thời gian ngắn; và vì thế, cuối cùng, một số loài trở nên thích ứng tốt đến mức chấp nhận cuộc sống trên đất liền, cho dù chúng sinh sản trong nước và quay lại đó để đẻ trứng – đây là nguồn gốc của các động vật lưỡng cư.

Khoảng 365 triệu năm trước, diễn ra một giai đoạn đại tuyệt chủng khác, nguyên nhân có lẽ là do sự lạnh đi toàn cầu. Và vào khoảng 360 triệu năm trước, thực vật tiến hóa thêm hạt để giúp chúng tiến sâu hơn rất nhiều vào đất liền.

Khoảng 20 triệu năm sau đó (340 triệu năm trước), quá trình tiến hóa màng ối đã cho phép trứng được ấp trên đất liền, đây chắc chắn là một lợi thế tồn tại cho phôi của loài động vật bốn chân. Điều này dẫn tới sự phân nhánh động vật có màng ối ra khỏi động vật lưỡng cư.

30 triệu năm sau nữa (310 triệu năm trước), sự phân nhánh giữa Synapsida (gồm các loài động vật có vú) với Sauropsida (gồm các loài chim và những loài bò sát không bay hay không phải là động vật có vú) diễn ra. Tất nhiên, những nhóm sinh vật khác tiếp tục tiến hóa và phân nhánh thành vi khuẩn, côn trùng, cá và các loài khác; nhưng chúng ta không có nhiều thông tin chi tiết về chúng như các loài trên.

300 triệu năm trước, siêu lục địa gần đây nhất – Pangaea, hình thành. Vào khoảng 250 triệu năm trước – ở khoảng thời gian phân tách giữa kỷ Permi và Trias, cuộc đại tuyệt chủng lớn nhất diễn ra; 95% các loài sinh vật trên Trái Đất đã biến mất trong cuộc tuyệt chủng này. Tuy nhiên, sự sống vẫn tồn tại.

lịch sử trái đất
Khủng long tồn tại từ khoảng 230 đến 65 triệu năm trước

Khoảng 230 triệu năm trước, các loài khủng long bắt đầu chia tách khỏi tổ tiên bò sát của chúng. Và khoảng 200 triệu năm trước, ở thời gian giữa hai kỷ Trias và Jura, một cuộc tuyệt chủng khác lại xảy ra, nhưng cuộc tuyệt chủng này không ảnh hưởng nhiều đến các loài khủng long. Sau đó, khủng long nhanh chóng chiếm vai trò thống trị trong số động vật có xương sống. Một số loài có vú cũng bắt đầu phân chia tương tự trong thời gian này; các loài có vú ở thời điểm đó có lẽ đều nhỏ như chuột chù ngày nay.

Vào 180 triệu năm trước, siêu lục địa Pangaea vỡ thành Gondwana và Laurasia. Ranh giới giữa các loài khủng long bay và không bay là không quá rõ ràng. Tuy nhiên, Archaeopteryx được coi là một trong những con chim đầu tiên, sống vào khoảng 150 triệu năm trước.

Người ta tìm thấy bằng chứng sớm nhất về thực vật hạt kín tiến hóa thành các loài có hoa là ở thời kỳ kỷ Creta, khoảng 20 triệu năm sau. Cuộc cạnh tranh với những loài chim khiến cho nhiều loài thằn lằn bay tuyệt chủng, và những con khủng long có lẽ cũng đã ở thời kỳ suy thoái vì một số nguyên nhân.

65 triệu năm trước, một thiên thạch với đường kính 10km dường như đã đâm vào Trái Đất tại ngoài khơi bán đảo Yucatan, tung ra một lượng lớn vật chất và hơi nước lên không khiến cho ánh sáng mặt trời bị che khuất và ngăn cản quá trình quang hợp. Đa số các loài động vật lớn, gồm cả những loài khủng long không bay đều bị tuyệt chủng, đánh dấu cho sự chấm dứt thời kỳ kỷ Creta và đại Trung Sinh.

Sau đó, ở thời kỳ thế Paleocen, các loài động vật có vú nhanh chóng phân chia, trở nên to lớn hơn và chiếm vai trò thống trị trong số các động vật có xương sống. Có lẽ khoảng vài triệu năm sau (chừng 63 triệu năm về trước), vị tổ tiên chung cuối cùng của toàn bộ động vật linh trưởng đã xuất hiện.

Tới cuối thời kỳ thế Eocen, khoảng 34 triệu năm trước, một số loài động vật có vú trên mặt đất đã quay trở về biển để trở thành các loài động vật như Basilosaurus – tổ tiên của các loài cá heo và cá voi ngày nay.

10. Loài người xuất hiện

Khoảng 6 triệu năm trước đây, một loài khỉ họ người châu Phi đã xuất hiện; đây là loài sinh vật cuối cùng có con cháu gồm cả loài loài người hiện đại và tinh tinh, họ hàng gần nhất của con người. Chỉ hai nhánh này trong cây dòng họ của nó là có hậu duệ còn tồn tại cho đến ngày nay. Ngay sau khi phân nhánh, vì nhiều lý do mà hiện tại vẫn còn chưa được khám phá, các giống khỉ họ người trong một nhánh đã phát triển khả năng đứng thẳng. Kích thước não của chúng tăng nhanh chóng, và vào khoảng 2 triệu năm trước đây, những động vật đầu tiên được xếp loại Con người đã có mặt.

Tất nhiên, giới hạn giữa các loài khác nhau hay thậm chí giữa các loại khá rộng bởi vì các sinh vật tiếp tục thay đổi và tiến hóa hay thoái hóa theo từng thế hệ. Cùng khoảng thời gian này, khi quá trình phát triển tiếp tục diễn ra đồng thời ở mọi dạng sự sống, nhánh kia chia thành các tổ tiên của tinh tinh thông thường và tổ tiên của tinh tinh lùn.

lịch sử trái đất
Quá trình tiến hóa của loài người (Homo sapienes)

Khả năng kiểm soát lửa dường như đã bắt đầu xuất hiện ở Homo erectus (hay còn gọi là Homo ergaster), có lẽ ít nhất là vào khoảng 790.000 năm trước; nhưng cũng có thể sớm hơn, từ 1.5 triệu năm trước. Rất khó để có thể xác định được nguồn gốc của ngôn ngữ; các nhà khoa học không biết liệu Homo erectus có thể nói hay khả năng này chỉ xuất hiện từ Homo sapiens.

Khi kích thước não tăng lên, trẻ em được sinh ra sớm hơn, trước khi đầu của chúng trở nên quá to để có thể đi lọt xương chậu. Thế nên chúng mềm yếu hơn, có quãng thời gian sống phụ thuộc dài hơn và có khả năng học tập tốt hơn. Các kỹ năng xã hội trở nên phức tạp hơn, ngôn ngữ cũng phát triển hơn và các công cụ được chế tạo tinh vi hơn. Việc này khiến cho sự hợp tác trở nên chặt chẽ hơn cũng như kéo theo sự phát triển thêm của não. Về mặt giải phẫu con người hiện đại – Homo sapiens- được cho rằng đã có nguồn gốc xuất hiện từ khoảng 200.00 năm hay sớm hơn nữa tại châu Phi; những hóa thạch cổ nhất được tìm thấy  có niên đại từ khoảng 160.000 năm trước.

Con người đầu tiên thể hiện bằng chứng về khả năng tinh thần là người Neanderthal. Những người Neanderthal được xếp loại là một giống riêng biệt và không có hậu duệ còn tồn tại ngày nay. Người Neanderthal biết chôn người chết và thường chôn theo cả thực phẩm hay công cụ. Bằng chứng về những đức tin, tín ngưỡng phức tạp hơn (như những bức tranh tường Cro-Magnon giai đoạn sớm, có lẽ có ý nghĩa tôn giáo hay ma thuật) chỉ xuất hiện khoảng 32.000 năm trước. Người Cro-Magnon cũng để lại những bức tượng đá nhỏ như Vệ nữ Willendorf, có lẽ cũng thể hiện đức tin tôn giáo.

Cho đến năm 11.000 trước, Homo sapiens đã mở rộng phạm vi sinh sống tới mũi phía nam Nam Mỹ – lục địa có người ở cuối cùng. Ngôn ngữ và kỹ năng sử dụng công cụ tiếp tục được cải thiện và phát triển; song song đó, những quan hệ giữa các cá nhân trong cộng đồng trở nên phức tạp hơn.

11. Sự xuất hiện của văn minh

Trong hơn 90% chiều dài lịch sử của mình, Homo sapiens chỉ sống thành những nhóm nhỏ kiểu du mục và săn bắt – hái lượm. Khi trí thông minh tăng thêm và ngôn ngữ cũng trở nên phức tạp hơn, khả năng ghi nhớ và truyền đạt thông tin dẫn tới sự ra đời của một hình thức truyền tải thông tin mới đó là meme. Các ý tưởng có thể được trao đổi nhanh chóng và truyền đạt lại cho những thế hệ sau. Quá trình phát triển văn hóa đã đạt được bước tiến nhảy vọt so với quá trình phát triển sinh học và lịch sử thực sự bắt đầu.

Ở một thời điểm nào đó, trong khoảng 8.500 tới 7.000 năm trước Công Nguyên, con người ở vùng Đồng bằng lưỡi liềm màu mỡ tại Lưỡng Hà bắt đầu tiến hành trồng cấy và chăn nuôi một cách có hệ thống; đây là sự khởi đầu của nông nghiệp. Cách thức trồng cấy mới được lan rộng ra các vùng lân cận một cách nhanh chóng và nó cũng được phát triển độc lập tại những vùng khác trên thế giới.

Không còn kiểu sống du mục, con người đã bắt đầu thiết lập những khu định cư lâu dài. Năng suất thu hoạch tăng cao cũng như sự phụ thuộc an ninh lẫn nhau cho phép việc mở rộng dân số. Nông nghiệp có một ảnh hưởng quan trọng đó là: con người đã bắt đầu tác động đến môi trường sống xung quanh, ở mức chưa từng có trước đây. Thặng dư của lương thực cho phép tầng lớp cai trị và thầy cúng xuất hiện, tiếp theo đó là sự xuất hiện của sự phân công lao động. Việc này dẫn đến sự xuất hiện của nền văn minh đầu tiên trên Trái Đất tại Sumer, vùng Trung Đông vào khoảng 4000 – 3000 năm trước Công Nguyên. Tại Ai Cập cổ và Châu thổ sông Ấn Độ, các nền văn minh khác nhanh chóng xuất hiện.

lịch sử trái đất
Các nền văn minh bắt đầu xuất hiện từ khoảng 4000 – 3000 năm trước Công Nguyên

Bắt đầu từ khoảng 3.000 năm trước Công Nguyên, một trong những tôn giáo cổ nhất Trái Đất còn tồn tại đến ngày nay – Hindu giáo (Ấn Độ giáo), bắt đầu hình thành.

Các tôn giáo khác cũng nhanh chóng xuất hiện sau đó. Các xã hội phức tạp hơn xuất hiện nhờ sự phát minh ra chữ viết: các thư viện và những thư khố trở thành nơi lưu trữ những hiểu biết của nhân loại cũng như góp phần thúc đẩy, tăng cường sự chuyển giao và phát triển của văn hóa và thông tin. Con người cũng không còn dùng toàn bộ thời gian để kiếm sống. Tính tò mò và sự giáo dục khiến mọi người nhanh chóng có được sự hiểu biết và trở nên khôn ngoan hơn. Nhiều môn học, trong đó có cả khoa học, xuất hiện. Các nền văn minh mới mở rộng, trao đổi thương mại với nhau và cũng như lao vào các cuộc chiến tranh tranh giành các nguồn tài nguyên và lãnh thổ; từ đây, các đế chế bắt đầu hình thành.

Tới khoảng năm 500 trước Công Nguyên, các đế chế đã xuất hiện tại Ấn Độ, Trung Quốc, Trung Đông và Hy Lạp. Các đế chế hầu như đều dựa trên cùng một cơ sở tương tự và khi một đế chế phát triển đến cực điểm, nó sẽ suy thoái và tàn lụi sau này.

Những năm 1.300 trước Công Nguyên, thời kỳ Phục Hưng bắt đầu xuất hiện tại Italia với những phát triển và thành tựu đặc sắc về nghệ thuật, tôn giáo và khoa học. Bắt đầu từ khoảng năm 1.500, nền văn minh châu Âu bắt đầu trải qua những thay đổi lớn và là nguồn gốc của cuộc cách mạng khoa học và công nghiệp, cũng từ đây lục  địa này bắt đầu chiếm lĩnh vị trí thống trị đối với các xã hội loài người trên khắp hành tinh.

Từ năm 1914 – 1918 và 1939 – 1945, các quốc gia trên khắp Trái Đất lao vào các cuộc chiến tranh thế giới. Hội quốc liên – tổ chức được thành lập sau Chiến tranh thế giới thứ nhất, là bước đầu tiên tiến tới việc hình thành nên một chính phủ thế giới. Tổ chức này được thay thế bởi Liên Hiệp Quốc sau Chiến tranh thế giới thứ hai. Năm 1992, nhiều nước châu Âu đã bắt tay hợp tác và cùng gia nhập, hình thành nên Liên minh châu Âu (EU). Khi vận tải và thông tin phát triển, các nền kinh tế và các công việc chính trị của các quốc gia trên thế giới ngày càng trở nên phụ thuộc lẫn nhau; hiện nay, được gọi là sự toàn cầu hóa. Sự toàn cầu hóa này thường gây ra bất hòa, dù sự hợp tác lẫn nhau cũng được tăng cường mạnh mẽ hơn; điều này dẫn đến nhiều cuộc chiến tranh lạnh, chiến tranh kinh tế, … 

12. Các sự kiện ở những thập niên gần đây

Sự thay đổi tiếp tục diễn ra với tốc độ ngày càng nhanh từ giữa thập niên 1950 đến nay. Con người ngày càng nhận thức được tác động của mình gây ra đối với môi trường thiên nhiên, cũng như những hành động, giải pháp cần thiết phải có để hạn chế hay tiêu diệt những nguy cơ đó. Và hiện nay, ngày càng có nhiều ý kiến lo ngại về sự ấm lên toàn cầu do ô nhiễm môi trường và hiện tượng nhà kính, cũng như sự tuyệt chủng hàng loạt do biến đổi khí hậu và nạn săn bắt trái phép. Những người bi quan cho rằng hiện tại đã quá muộn để đảo ngược lại thảm họa sinh thái này; trong khi đó, những người lạc quan cho rằng những tiến bộ về khoa học và kỹ thuật với tốc độ ngày nhanh sẽ giúp con người có được các giải pháp để giải quyết những vấn đề đó.

lịch sử trái đất
Tên lửa Soyuz đầu tiên được phóng vào vũ trụ

Công nghệ gen (genetic engineering) có thể nói là khám phá quan trọng nhất trong số những khám phá khoa học gần đây nhất. Hiện nay, con người đã có thể trực tiếp sửa đổi vật liệu gen của các loài vật khác – một quá trình từng là lĩnh vực riêng biệt của tự nhiên thông qua các tác động đến môi trường sống của sinh vật. Hơn thế nữa, khoa học đã giải thích được mã gen của chính con người (Homo sapiens) trong Dự án bản đồ gen người. 

Bên cạnh đó, con người cũng đã đặt những bước chân đầu tiên bên ngoài Trái Đất, mở ra một kỷ nguyên mới – kỷ nguyên chinh phục vũ trụ, khám phá không gian của con người. Năm 1957, Liên bang Xô Viết phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên lên quỹ đạo. Không lâu sau sự kiện này, Yuri Gagarin trở thành người đầu tiên đi vào vũ trụ. Năm cơ quan vũ trụ, đại diện cho hơn 15 quốc gia, đã cùng hợp tác để xây dựng Trạm vũ trụ quốc tế. Bắt đầu từ năm 2000. luôn có sự hiện diện của con người trên trạm vũ trụ. Hiện nay, ta chỉ có thể hình dung một cách đại cương những phát triển trong tương lai. Tuy nhiên, có lẽ nhờ vào những tiến bộ tiềm năng trong các ngành khoa học như toán học, sinh học, hóa học, vật lý học, điện tử và toàn bộ các môn học khác, biết đâu một ngày nào đó con người có thể hiện diện thường xuyên trên vũ trụ hay thậm chí khám phá những thế giới xa xôi bên ngoài vũ trụ.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây