Từ thuở xa xưa, con người đã quen với việc dùng búa đục đẽo những khối đá để tìm kiếm dấu tích của sự sống cổ đại. Bắt nguồn từ chữ fossilis trong tiếng Latinh với nghĩa giản dị là "được đào lên", thuật ngữ hóa thạch ngày nay đại diện cho những báu vật vô giá của khoa học.
Thế nhưng, làm thế nào một sinh vật mỏng manh như cánh chuồn chuồn lại có thể hóa thân thành một vật thể kiên cố đến mức cần tới búa sắt mới có thể chạm tới? Giáo sư Steve Brusatte, chuyên gia cổ sinh vật học tại Đại học Edinburgh kiêm tác giả cuốn sách The Story of Birds, đã mở ra góc nhìn sâu sắc về những điều thực sự tồn tại bên trong các khối đá triệu năm.
Theo giáo sư Steve Brusatte, tiến trình hóa thạch diễn ra theo vô vàn phương thức với sự tham gia của nhiều loại khoáng chất khác nhau. Điều kiện tiên quyết là sinh vật phải được chôn vùi thật nhanh dưới lớp cát hoặc bùn nhằm tránh khỏi sự phân hủy tự nhiên và tàn phá của môi trường.
Sau đó, các khoáng chất dần ngấm vào tàn tích, một tiến trình mà các nghiên cứu khoa học chứng minh có thể bắt đầu chỉ sau vỏn vẹn hai năm. Trải qua thời gian dài dằng dặc, phần lớn xương, răng hoặc vỏ sinh vật bị biến đổi thành đá khi vật chất nguyên bản bị thay thế bởi khoáng chất.
Về cơ bản, thành phần cấu tạo nên khúc xương khủng long trăm triệu năm mà chúng ta chạm vào ngày nay không còn là chất liệu ban đầu của cơ thể sinh vật đó.
Tuy nhiên, vẫn tồn tại những ngoại lệ đáng kinh ngạc. Trong các điều kiện hy hữu như sinh vật bị mắc kẹt tức thì trong nhựa cây biến thành hổ phách, hay bị vùi lấp chớp nhoáng dưới tro bụi núi lửa và khóa chặt trong đá, một phần vật chất nguyên bản vẫn được bảo tồn nguyên vẹn.
Khoa học hiện đại với các công cụ ngày càng tinh vi đã tách được mẫu dna có niên đại hơn một triệu năm từ hóa thạch của những loài như voi ma mút, dù dna không thể tồn tại lâu đến mức ở hóa thạch khủng long.
Đáng chú ý hơn, ngay cả trong các hóa thạch khủng long siêu cổ xưa, các nhà nghiên cứu vẫn chiết xuất được những mô mềm hữu cơ và protein ở cấp độ vi mô.
Những phát hiện vi mô này đang thúc đẩy sự bùng nổ của ngành cổ sinh vật học phân tử, thu hút những bộ óc trẻ tuổi xuất sắc từ các ngành hóa học và sinh học. Giáo sư Steve Brusatte ví dna như một phép thử huyết thống chính xác giúp xác định vị trí của sinh vật trong cây phả hệ tiến hóa. Trong khi đó, các chuỗi protein lại hé lộ những bí mật sinh học chưa từng thấy: từ tốc độ trao đổi chất, nhịp độ tăng trưởng cho đến cách thức sinh vật tiền sử thực sự vận hành sự sống.
Diện mạo của mỗi khối hóa thạch cũng là một câu chuyện độc nhất vô nhị phụ thuộc vào môi trường cục bộ. Thành phần hóa học của nguồn nước ngầm - dù là nước tinh khiết hay chứa nhiều sắt, magiê - cùng đặc tính của bùn cát nơi chôn vùi sẽ quyết định trực tiếp việc hóa thạch cứng chắc hay mềm dẻo, xỉn màu hay rực rỡ sắc màu.
Những khoáng chất ngấm vào thân cây qua hàng ngàn năm đã biến gỗ hóa đá thành các tác phẩm địa chất kỳ ảo. Thậm chí, tại Australia, môi trường nước ngầm hoàn hảo đến mức biến hóa thạch của khủng long và thú có vú thành những khối đá quý ngọc opal thực thụ, tiêu biểu là những chiếc xương hàm thú nhỏ lấp lánh như châu báu.
Sự kỳ diệu của hóa thạch thể hiện rõ nét nhất ở những hóa thạch dấu vết, chẳng hạn như vết chân in trên nền đất. Thông thường, một dấu chân người trên cát sẽ bị sóng biển cuốn trôi ngay tức khắc.
Để một dấu chân khủng long hóa đá, nó cần bước đi trên bùn hoặc cát, được ánh nắng mặt trời hong khô vừa đủ trong vài giờ để định hình độ cứng, rồi được một lớp bùn cát mới bồi đắp trong một cơn bão nhẹ vừa phải không đủ làm xói mòn.
Tỷ lệ để những yếu tố này cùng xảy ra là cực kỳ hiếm hoi, có thể chỉ là một phần một tỷ hay một phần một nghìn tỷ bước chân chạm đất.
Cựu sinh viên của Steve Brusatte, nhà nghiên cứu Paige diPolo, từng đúc kết rằng mỗi hóa thạch là một phép màu. Trải qua hàng trăm triệu năm cùng hàng triệu cá thể khủng long sải bước trên mặt đất, xác suất thiên văn ấy rốt cuộc cũng để lại cho nhân loại những mảnh ghép vô giá. Đó là những cánh cửa hiếm hoi nhìn về quá khứ xa xăm mà con người cần trân trọng và gìn giữ.
Đức Khương
