Nghiên cứu do chuyên gia Triệu Minh Vũ tại Viện Địa chất và Địa vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) dẫn đầu, phối hợp với các nhà khoa học từ Đại học Yale (Mỹ), Đại học Exeter, Đại học Leeds (Anh), Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, cùng Viện Cổ sinh vật học và Cổ nhân chủng học Động vật có xương sống thuộc CAS.
Công trình này cung cấp các bằng chứng địa khoa học mới cho thấy thực vật sơ khai đã phát triển trên đất liền trong khoảng thời gian từ 455 triệu đến 445 triệu năm trước, sớm hơn khoảng 20 triệu năm so với nhận định trước đây. Việc xác định chính xác thời điểm thực vật lần đầu tiên lan rộng trên đất liền và bắt đầu ảnh hưởng đến các hệ thống của Trái đất cung cấp thêm nhiều thông tin về quá trình tiến hóa của hành tinh.
Ảnh chụp bằng flycam ngày 10/12/2025 ghi lại cảnh du khách tham quan một khu rừng rực rỡ sắc màu ở quận Nhạn Phong, thành phố Hành Dương, tỉnh Hồ Nam, miền trung Trung Quốc. Ảnh: Cao Zhengping.
Theo đó, nhóm nghiên cứu đã áp dụng một phương pháp địa hóa học mới để theo dõi sự mở rộng của thực vật trên cạn. Theo các nhà khoa học, chất hữu cơ do thực vật đất liền tạo ra có tỷ lệ carbon hữu cơ so với phốt pho cao hơn đáng kể so với chất hữu cơ từ sinh vật biển. Khi thực vật lan rộng trên các lục địa, hoạt động quang hợp trên đất liền gia tăng, làm tăng lượng vật chất hữu cơ có nguồn gốc từ đất liền.
Phần vật chất này sau đó được các dòng sông vận chuyển ra đại dương và dần bị chôn vùi trong lớp trầm tích dưới đáy biển, khiến tỷ lệ carbon hữu cơ so với phốt pho tại đây tăng lên. Vì quá trình hình thành carbon hữu cơ trên đất liền gắn liền với việc chôn vùi chúng trong đại dương, nên tỷ lệ này trong bùn trầm tích biển được xem là một chỉ dấu đáng tin cậy để truy vết hoạt động của thực vật trên cạn trong quá khứ.
Thông qua việc phân tích có hệ thống các hồ sơ trầm tích biển hình thành trong những điều kiện oxy hóa khác nhau, nhóm nghiên cứu phát hiện tỷ lệ carbon hữu cơ so với phốt pho bắt đầu tăng mạnh từ khoảng 455 triệu năm trước. Sau khi đánh giá nhiều yếu tố tác động tiềm năng, các nhà khoa học kết luận rằng sự gia tăng đột biến này phản ánh sự bùng nổ năng suất sinh học của thực vật trên đất liền.
Các mô hình ước tính tiếp theo cho thấy kể từ kỷ Ordovic muộn (khoảng 455 triệu năm trước), carbon hữu cơ có nguồn gốc từ đất liền đã chiếm khoảng 42% tổng lượng carbon hữu cơ bị chôn vùi trong trầm tích đại dương - mức gần tương đương với tỷ lệ hiện đại dao động từ 30-57%.
Phân tích ở quy mô lục địa cũng chỉ ra rằng sự mở rộng của thực vật có thể bắt đầu trên siêu lục địa cổ Laurentia, khu vực ngày nay tạo nên phần lớn Bắc Mỹ. Đồng thời, nghiên cứu ghi nhận tỷ lệ carbon hữu cơ so với phốt pho tăng mạnh hai lần trong kỷ Ordovic muộn, trùng khớp với hai sự kiện biến đổi đồng vị carbon quy mô lớn.
Theo nhóm nghiên cứu, khi tổng hợp các bằng chứng, sự trỗi dậy của thực vật trên cạn sơ khai đã thúc đẩy đáng kể quá trình oxy hóa môi trường bề mặt Trái đất vào khoảng 455 triệu năm trước, đồng thời có thể góp phần dẫn tới kỷ băng hà và các sự kiện đại tuyệt chủng vào cuối kỷ Ordovic.
