Kỷ creta là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu về Kỷ Creta

Kỷ Creta (Cretaceous Period) là giai đoạn địa chất kéo dài khoảng 79 triệu năm, bắt đầu từ khoảng 145 triệu năm trước và kết thúc vào khoảng 66 triệu năm trước. Đây là kỷ thứ ba và cũng là cuối cùng trong đại Trung Sinh (Mesozoic Era), sau kỷ Jura (Jurassic) và trước kỷ Paleogen (Paleogene) của đại Tân Sinh (Cenozoic).

Tên gọi "Creta" bắt nguồn từ tiếng Latinh có nghĩa là "phấn", phản ánh sự hiện diện phổ biến của đá phấn (chalk) trong các trầm tích từ thời kỳ này, đặc biệt ở Tây Âu. Các lớp đá trầm tích chứa hóa thạch từ kỷ này giúp xác định và phân loại các loài sinh vật cổ đại, đặc biệt là khủng long, thực vật có hoa, và sinh vật biển.

Kỷ Creta nổi bật với hai sự kiện then chốt: sự xuất hiện và phát triển nhanh chóng của thực vật có hoa (angiosperms) – làm thay đổi cấu trúc hệ sinh thái toàn cầu, và sự kiện tuyệt chủng lớn vào cuối kỷ, khiến khoảng 75% các loài sinh vật, bao gồm toàn bộ khủng long không bay, biến mất vĩnh viễn khỏi hành tinh.

Vị trí trong thang thời gian địa chất

Theo bảng phân chia niên đại địa chất của US Geological Survey, kỷ Creta nằm sau kỷ Jura và trước kỷ Paleogen. Nó là phần cuối cùng của đại Trung Sinh. Tổng thời gian tồn tại khoảng 79 triệu năm khiến Creta trở thành một trong những kỷ dài nhất trong đại Trung Sinh.

Kỷ này được chia thành hai phân kỷ chính:

• Creta sớm (Early Cretaceous): khoảng 145 – 100,5 triệu năm trước
• Creta muộn (Late Cretaceous): khoảng 100,5 – 66 triệu năm trước

Sự phân chia này dựa vào các đặc trưng hóa thạch, thay đổi khí hậu và biến đổi địa chất toàn cầu. Trong từng phân kỷ, các nhà địa chất học tiếp tục chia nhỏ thành các tầng tuổi như Berriasian, Valanginian, Albian, Cenomanian, Turonian, v.v., giúp xác định chính xác thời gian các sự kiện cổ sinh xảy ra.

Bảng dưới đây tóm tắt vị trí của kỷ Creta trong thang địa chất:

Đại	Kỷ	Niên đại (triệu năm trước)
Đại Tân Sinh (Cenozoic)	Kỷ Paleogen	66 – 23
Đại Trung Sinh (Mesozoic)	Kỷ Creta	145 – 66
	Kỷ Jura	201 – 145
	Kỷ Tam Điệp (Triassic)	252 – 201

Điều kiện địa chất và khí hậu

Trong kỷ Creta, Trái Đất trải qua những thay đổi lớn về địa mạo và khí hậu. Mực nước biển toàn cầu cao hơn hiện nay từ 100 đến 200 mét, khiến nhiều vùng lục địa bị ngập dưới các biển nội địa nông như Western Interior Seaway tại Bắc Mỹ.

Lục địa Pangaea, hình thành từ trước kỷ Tam Điệp, tiếp tục bị chia tách mạnh mẽ. Laurasia (gồm Bắc Mỹ, châu Âu, châu Á) và Gondwana (gồm Nam Mỹ, châu Phi, Ấn Độ, Úc, Nam Cực) rạn nứt và di chuyển, đặt nền móng cho vị trí các lục địa hiện đại. Đại Tây Dương bắt đầu mở rộng rõ rệt vào cuối Creta.

Khí hậu Creta mang đặc trưng nhiệt đới và ấm toàn cầu, với sự vắng mặt gần như hoàn toàn của băng hà ở hai cực. Nhiệt độ trung bình cao hơn hiện nay từ 6 đến 14°C, đặc biệt trong Creta muộn. Môi trường này tạo điều kiện thuận lợi cho đa dạng sinh học phát triển mạnh mẽ.

• Nhiệt độ cao ổn định, ít biến động theo mùa
• Lượng CO₂ trong khí quyển cao hơn hiện tại gấp 3–6 lần
• Không có chỏm băng vĩnh cửu ở Bắc hoặc Nam Cực

Sự hình thành các tầng đá phấn, đá phiến đen giàu chất hữu cơ và các tầng đá vôi biển phản ánh tình trạng biển nông lan rộng và mức độ sản sinh sinh vật phù du cao trong đại dương.

Đặc điểm sinh học nổi bật

Kỷ Creta chứng kiến đỉnh cao tiến hóa của khủng long, đồng thời là giai đoạn bùng nổ của thực vật có hoa và các loài côn trùng thụ phấn. Đại dương chứa đầy các sinh vật cổ đại đặc biệt như ammonite, belemnite, loài cá xương nguyên thủy, và bò sát biển như Mosasaur, Ichthyosaur.

Hệ sinh thái trên cạn rất đa dạng. Các loài khủng long ăn cỏ khổng lồ như Hadrosaurus sống cùng các loài khủng long ăn thịt như Tyrannosaurus rex. Trên không, khủng long bay như Pteranodon thống trị bầu trời. Một số loài chim nguyên thủy bắt đầu xuất hiện, tiến gần hơn đến dạng chim hiện đại.

Sinh vật tiêu biểu của kỷ Creta:

• Khủng long: Triceratops, Spinosaurus, Velociraptor
• Chim cổ đại: Ichthyornis, Hesperornis
• Bò sát biển: Mosasaur, Elasmosaur
• Thực vật có hoa: Archaefructus – một trong những loài có hoa cổ nhất được biết đến

Động vật có vú tồn tại trong kỷ này nhưng chỉ ở mức độ nhỏ và sống về đêm, chưa phát triển nổi bật. Côn trùng thụ phấn như ong, bướm bắt đầu tiến hóa song song với thực vật có hoa, thiết lập mối quan hệ tương hỗ sinh học đầu tiên.

Phát triển của thực vật và hệ sinh thái

Sự xuất hiện và phát triển của thực vật có hoa (angiosperms) là một trong những đột phá sinh học lớn nhất của kỷ Creta. Trước thời kỳ này, thảm thực vật chủ yếu là dương xỉ, thông, và các loài cây trần (gymnosperms). Trong Creta sớm, các loài có hoa xuất hiện với số lượng ít nhưng đến Creta muộn, chúng đã chiếm ưu thế rõ rệt trong hệ sinh thái toàn cầu.

Thực vật có hoa có hệ thống sinh sản khép kín, thụ phấn hiệu quả và khả năng phân tán hạt mạnh mẽ, giúp chúng cạnh tranh tốt hơn với cây trần. Sự đồng tiến hóa giữa thực vật có hoa và côn trùng thụ phấn tạo ra một chuỗi tương tác sinh học ổn định và bền vững trong môi trường.

• Khả năng thích ứng cao với điều kiện khí hậu ấm áp
• Phát triển hệ rễ sâu và hiệu quả trong hấp thụ dinh dưỡng
• Tạo đa dạng nguồn thức ăn cho động vật ăn thực vật

Sự phát triển này làm thay đổi cấu trúc chuỗi thức ăn, ảnh hưởng trực tiếp đến sự tiến hóa của các loài động vật, đặc biệt là động vật có vú nhỏ, côn trùng, và khủng long ăn cỏ.

Hệ sinh thái trong kỷ Creta có thể được chia thành các nhóm chính:

Loại môi trường	Đặc điểm	Sinh vật tiêu biểu
Trên cạn	Rừng rậm, thảo nguyên, vùng đầm lầy	Khủng long, thực vật có hoa, côn trùng
Biển nông ven bờ	Vùng trầm tích hữu cơ cao, giàu dinh dưỡng	Ammonite, động vật thân mềm, cá cổ
Đại dương sâu	Ít ánh sáng, áp suất cao	Belemnite, cá sụn nguyên thủy, sinh vật phù du

Phát hiện hóa thạch và khảo cổ học

Các hóa thạch từ kỷ Creta được phát hiện ở nhiều nơi trên thế giới, giúp tái hiện chi tiết hệ sinh thái và tiến trình tiến hóa sinh học. Bắc Mỹ, Mông Cổ, Trung Quốc, Nam Mỹ và châu Âu là các khu vực nổi bật về khai quật hóa thạch từ thời kỳ này.

Hóa thạch khủng long đặc biệt phong phú và đa dạng. Ví dụ, tại Hell Creek Formation (Mỹ), các nhà cổ sinh vật học đã khai quật được hóa thạch của Triceratops và Tyrannosaurus rex, hai biểu tượng sinh vật nổi bật của cuối kỷ Creta.

• Trung Quốc – nơi phát hiện hóa thạch có lông vũ đầu tiên, như Microraptor
• Mông Cổ – sa mạc Gobi với hóa thạch nguyên vẹn của Velociraptor
• Argentina – hóa thạch Argentinosaurus, một trong những loài khủng long lớn nhất từng ghi nhận

Không chỉ khủng long, các hóa thạch thực vật, phấn hoa, côn trùng bị hóa thạch trong hổ phách và sinh vật biển cũng được khai thác rộng rãi, cung cấp dữ liệu định lượng cho các mô hình cổ sinh học và cổ khí hậu học hiện đại.

Địa từ và kiến tạo mảng

Kỷ Creta chứng kiến hoạt động kiến tạo mảng mạnh mẽ, góp phần vào việc hình thành các đại dương hiện đại. Đại Tây Dương, trước đó chỉ là một rãnh hẹp, đã mở rộng đáng kể do sự tách rời giữa các mảng châu Mỹ và châu Âu – châu Phi.

Địa từ học, đặc biệt là hiện tượng đảo cực từ (geomagnetic reversals), đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tuổi các lớp đá trầm tích. Trong kỷ Creta tồn tại một khoảng thời gian dài không có đảo cực từ, gọi là Khoảng yên tĩnh địa từ Creta (Cretaceous Normal Superchron), kéo dài khoảng 40 triệu năm. Điều này là chỉ dấu địa tầng đặc biệt giúp định vị chính xác các tầng địa chất.

Sự chuyển động của các mảng kiến tạo không chỉ làm thay đổi vị trí các lục địa mà còn tạo ra các dãy núi, bồn trũng trầm tích, và góp phần vào biến động khí hậu toàn cầu qua việc điều chỉnh dòng hải lưu và phân bố nhiệt trên bề mặt Trái Đất.

Sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Creta

Vào cuối kỷ Creta, Trái Đất xảy ra một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt nghiêm trọng – được gọi là sự kiện K–Pg (Cretaceous–Paleogene extinction event), khiến khoảng 75% các loài sinh vật bị tiêu diệt, bao gồm toàn bộ khủng long không bay.

Nguyên nhân chính được xác nhận là vụ va chạm của một thiên thạch khổng lồ có đường kính khoảng 10–12 km tại khu vực ngày nay là bán đảo Yucatán, Mexico. Hố va chạm Chicxulub với đường kính hơn 180 km là bằng chứng địa chất rõ ràng của sự kiện này. Vụ va chạm tạo ra một lượng lớn bụi và khí sulfate bay lên khí quyển, làm giảm ánh sáng Mặt Trời toàn cầu, gây ra "mùa đông thiên thạch" kéo dài nhiều tháng đến vài năm.

• Gây sụp đổ chuỗi thức ăn do sự suy giảm quang hợp
• Nhiệt độ toàn cầu giảm đột ngột
• Sự axit hóa đại dương do mưa axit

Bên cạnh đó, hoạt động núi lửa tại Deccan Traps (Ấn Độ) cũng là một yếu tố quan trọng. Dòng dung nham khổng lồ từ các vụ phun trào liên tục đã thải ra hàng tỷ tấn CO₂ và SO₂ vào khí quyển, góp phần gây mất cân bằng khí hậu trước khi thiên thạch va chạm.

Tác động lâu dài đến tiến hóa và sinh quyển

Sau sự kiện tuyệt chủng K–Pg, nhiều hốc sinh thái bị bỏ trống, tạo điều kiện cho sự phát triển của các nhóm sinh vật mới. Động vật có vú nhỏ, vốn sống kín đáo trong kỷ Creta, bắt đầu phát triển nhanh chóng và đa dạng hóa. Đây là khởi đầu cho quá trình tiến hóa dẫn đến động vật có vú hiện đại, bao gồm cả con người.

Chim – nhóm khủng long duy nhất còn sống sót – tiếp tục tiến hóa và chiếm lĩnh bầu trời. Thực vật có hoa tiếp tục mở rộng phạm vi, trở thành nhóm thực vật chủ yếu trên Trái Đất. Các hệ sinh thái mới hình thành trong kỷ Paleogen mang nhiều nét tương đồng với hệ sinh thái hiện đại.

Di sản địa chất, hóa thạch và ảnh hưởng sinh học từ kỷ Creta vẫn còn ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực khoa học hiện nay như địa chất học, khí hậu cổ, sinh học tiến hóa và thậm chí là y học qua nghiên cứu về các chuỗi gen cổ xưa.

Tài liệu tham khảo

• Gradstein, F. M., Ogg, J. G., Schmitz, M. D., & Ogg, G. M. (2012). The Geologic Time Scale 2012. Elsevier.
• Stanley, S. M. (2009). Earth System History (3rd ed.). W.H. Freeman and Company.
• Keller, G. (2014). Deccan volcanism, the Chicxulub impact, and the end-Cretaceous mass extinction: Coincidence? Cause? GSA Bulletin, 126(1–2), 121–136. DOI
• US Geological Survey (USGS). Geologic Time Scale.
• NASA Earth Observatory. Chicxulub Crater.
• Smithsonian Institution – National Museum of Natural History. https://naturalhistory.si.edu/
• Smith, A. G., et al. (2004). Atlas of Mesozoic and Cenozoic Coastlines. Cambridge University Press.