Xác cá voi nằm trong Vùng đứt gãy Diamantina.

Ẩn mình trong bóng tối vĩnh cửu của vực sâu đại dương, dọc theo vùng đứt gãy Diamantina kéo dài khoảng 1.200 km giữa Australia và Nam Cực, các nhà khoa học đã phát hiện một kho tàng hóa thạch đặc biệt chưa từng có tiền lệ.

Ở độ sâu lên tới 7.002 mét dưới mặt biển, nhóm nghiên cứu do nhà khoa học biển sâu Xiaotong Peng thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu đã ghi nhận hàng trăm bộ xương cá voi nằm rải rác trên đáy đại dương. Một số mẫu vật có niên đại khoảng 5,3 triệu năm, từ rất lâu trước khi loài người xuất hiện.

Theo các nhà nghiên cứu, phát hiện này không chỉ làm thay đổi hiểu biết về hệ sinh thái "xác cá voi chìm" mà còn biến vùng đáy biển sâu thành một "kho lưu trữ hóa thạch" quý giá, giúp các nhà khoa học có thể tìm hiểu về lịch sử tiến hóa của các loài cá voi qua hàng triệu năm.

"Ốc đảo sự sống" giữa vùng biển chết

Đáy đại dương là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất hành tinh. Dưới độ sâu hơn 1.000 mét, ánh sáng Mặt trời hoàn toàn biến mất. Nhiệt độ chỉ nhỉnh hơn mức đóng băng, trong khi áp suất nước khổng lồ đủ sức nghiền nát hầu hết sinh vật.

Trong môi trường khan hiếm thức ăn đó, xác cá voi chìm xuống đáy biển trở thành nguồn dinh dưỡng vô cùng quý giá. Một xác cá voi có thể nuôi dưỡng cả một hệ sinh thái gồm vi khuẩn, giun, sao biển và nhiều sinh vật đáy biển khác trong nhiều năm.

Hệ sinh thái phát triển trên hộp sọ cá voi.

Thông thường, các bộ xương sẽ dần bị các loài giun ăn xương Osedax phân hủy hoàn toàn. Chính vì vậy, việc tìm thấy hàng trăm bộ hài cốt được bảo tồn qua hàng triệu năm khiến giới khoa học vô cùng bất ngờ.

Trong khuôn khổ Chương trình Thám hiểm vùng tối toàn cầu (GHEP) nhằm khám phá những khu vực sâu nhất của đại dương vào tháng 2/2023, các nhà nghiên cứu đã sử dụng tàu lặn có người lái Fendouzhe để khảo sát khu vực.

Sau 33 lần lặn, nhóm nghiên cứu ghi nhận 485 địa điểm có xác cá voi. Trong số đó có hóa thạch của 476 cá thể cá voi và 5 hệ sinh thái “cá voi chìm” (whale fall), hệ sinh thái hình thành quanh xác cá voi đang trong quá trình phân hủy.

Mẫu hóa thạch cổ nhất được thu thập là một hộp sọ cá voi có tuổi đời khoảng 5,26 triệu năm.

Kho báu tiến hóa dưới đáy đại dương

Phần lớn các mẫu hóa thạch được tìm thấy thuộc nhóm cá voi có mỏ, một họ cá voi biển sâu nổi tiếng với khả năng lặn cực sâu để săn mực và cá.

Các nhà khoa học cho rằng xương sọ của cá voi có mỏ đặc biệt dày và chắc, giúp chúng tồn tại đủ lâu để các lớp oxit sắt-mangan tích tụ bên trong, từ đó làm chậm quá trình phân hủy và tăng khả năng hóa thạch hóa.

Tuy nhiên, nguyên nhân khiến hàng trăm cá thể tập trung tại cùng một khu vực vẫn là điều chưa có lời giải chắc chắn. Các nhà nghiên cứu cho rằng, địa hình dạng chữ V của Vùng đứt gãy Diamantina có thể hoạt động như một "cái phễu" tự nhiên, tập trung xác động vật chìm xuống đáy biển qua hàng triệu năm.

Bên cạnh đó, lối sống săn mồi ở vùng nước rất sâu của cá voi có mỏ cũng có thể khiến chúng dễ đối mặt với nguy cơ kiệt sức hoặc mắc các vấn đề sinh lý liên quan đến áp suất khi lặn sâu, dẫn đến tử vong.

Hóa thạch hộp sọ của ba con cá voi mỏ được tìm thấy ở độ sâu từ 6.584 đến 6.878 mét.

Không chỉ là nghĩa địa hóa thạch, khu vực này còn là nơi sinh sống của nhiều cộng đồng sinh vật đặc biệt.

Tại 5 xác cá voi chìm, các nhà nghiên cứu ghi nhận sự hiện diện của những thảm vi sinh vật, giun Osedax, sao biển đuôi rắn và nhiều loài thân mềm hai mảnh vỏ sống cộng sinh với vi khuẩn hóa dưỡng, tương tự các sinh vật quanh những miệng phun thủy nhiệt dưới đáy biển.

Điều này cho thấy các hệ sinh thái xác cá voi chìm có thể tồn tại ở độ sâu lớn hơn nhiều so với nhận thức trước đây, tạo nên những "ốc đảo sự sống" giữa vùng biển sâu khắc nghiệt.

Quan trọng hơn, khu vực này còn lưu giữ hàng triệu năm lịch sử tiến hóa của cá voi có mỏ. Nhóm nghiên cứu đã xác định được ít nhất một loài chưa từng được khoa học ghi nhận và tin rằng vẫn còn nhiều loài khác đang chờ được khám phá.

Nhà cổ sinh vật học Stephen J. Godfrey thuộc Bảo tàng Hàng hải Calvert (Mỹ) nhận định đây là một dạng Wachsend-Lagerstätte cực kỳ hiếm gặp, một tầng hóa thạch vẫn đang tiếp tục phát triển theo thời gian.

Ông cho rằng tầm quan trọng của phát hiện này có thể sánh với việc tìm thấy cá vây tay còn sống hay khám phá các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương.

"Nghĩa địa hóa thạch khổng lồ này là một phát hiện thực sự độc nhất vô nhị. Nó giống như phần mở đầu của một thiên sử thi khoa học còn rất nhiều chương hấp dẫn đang chờ được khám phá", ông nhận xét.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Nature.