Lửa xuất hiện trên Trái Đất từ bao giờ?

Ngay cả đến nay, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, hiểu biết của chúng ta về lửa thời cổ đại vẫn còn khá hạn chế. Sách vở và tài liệu ghi chép trực tiếp về giai đoạn này không nhiều, khiến việc tái dựng lịch sử của lửa phụ thuộc chủ yếu vào bằng chứng địa chất.

Trong bối cảnh Trái Đất đang ấm lên nhanh chóng và các vụ cháy rừng chết người xuất hiện ngày càng dày đặc trên toàn cầu, việc tìm hiểu nguồn gốc và lịch sử của lửa trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Con người có thể đã sử dụng lửa từ rất sớm, nhưng chưa từng thực sự chế ngự được nó. Một trong những thách thức lớn đối với các nhà khoa học hiện nay là phân biệt đâu là cháy do con người gây ra, đâu là cháy tự nhiên. Muốn làm được điều đó, trước hết cần hiểu bản chất và vai trò của lửa trong quá khứ xa xôi.

Phần lớn tri thức hiện nay đến từ các nghiên cứu về than củi hóa thạch được tìm thấy trong đá có niên đại hơn 350 triệu năm, thuộc kỷ Carboniferous.

Trong cuốn sách “Hành tinh bốc cháy: Câu chuyện về lửa qua thời gian”, nhà địa chất học người Anh Andrew Scott cho biết than củi có thể lưu giữ nhiều cấu trúc thực vật sau khi cháy. Nếu quan sát than củi dưới kính lúp, kể cả từ một đống lửa mới tàn, vẫn có thể nhận thấy những chi tiết giải phẫu tinh vi của cây cối.

Trong nhiều năm, giáo sư Scott cùng các sinh viên tại Đại học Royal Holloway London đã thu thập và phân tích các mẫu than củi cổ đại nhằm tái dựng lịch sử các đám cháy trong quá khứ.

Chìa khóa để hiểu khi nào lửa xuất hiện trên Trái Đất nằm ở “tam giác lửa”.

Thứ nhất là nhiên liệu. Lửa cần thực vật để cháy, vì vậy không thể tồn tại trước khi thực vật xuất hiện. Thực vật biển bắt đầu lan lên đất liền khoảng 420 triệu năm trước, do đó lửa khó có thể hình thành trước mốc này.

Thứ hai là nguồn nhiệt. Trong tự nhiên cổ đại, sét chính là tác nhân khởi phát các đám cháy. Bằng chứng về sét được tìm thấy qua các hạt cát kết dính trong một số trầm tích cổ.

Thứ ba là oxy. Quá trình cháy cần oxy, giống như sự hô hấp của con người. Ngày nay, khí quyển chứa khoảng 21% oxy. Các thí nghiệm cho thấy nếu nồng độ oxy giảm dưới 17%, lửa khó lan rộng. Ngược lại, khi vượt quá 30%, đám cháy rất khó kiểm soát, thậm chí thực vật ẩm cũng có thể bắt lửa. Đây cũng là lý do các cơ sở y tế nghiêm cấm đốt lửa hay hút thuốc trong môi trường có bổ sung oxy.

Nồng độ oxy trong khí quyển Trái Đất từng biến động mạnh qua các thời kỳ. Từ khoảng 350 đến 250 triệu năm trước, hàm lượng oxy đạt mức cao, từ 23% đến 30%, tạo điều kiện cho cháy rừng diễn ra phổ biến.

Bằng chứng sớm nhất về cháy rừng xuất hiện khoảng 420 triệu năm trước, thể hiện qua than củi trong đá trầm tích. Tuy nhiên, khi đó thực vật còn thưa thớt và quy mô nhỏ, nên phạm vi cháy hạn chế. Mãi đến khoảng 350 triệu năm trước, khi các khu rừng nguyên thủy phát triển mạnh, lửa mới lan rộng và thiêu rụi những cánh rừng đầu tiên trên hành tinh.

Một giai đoạn cháy rừng dữ dội khác diễn ra từ 140 đến 65 triệu năm trước, trùng với thời kỳ các loài khủng long như Triceratops và Tyrannosaurus sinh sống, đồng thời cũng là lúc thực vật có hoa xuất hiện. Khoảng 40 triệu năm trước, nồng độ oxy dần ổn định ở mức gần hiện đại. Rừng mưa nhiệt đới mở rộng, môi trường ẩm ướt khiến cháy rừng trở nên ít phổ biến hơn.

Tuy nhiên, khoảng 7 triệu năm trước, sự lan rộng của đồng cỏ đã làm thay đổi cán cân sinh thái. Đồng cỏ dễ bắt lửa hơn rừng mưa, tạo nên chu kỳ cháy định kỳ. Các đám cháy thường xuyên thiêu rụi cây non, ngăn cản đồng cỏ chuyển hóa thành rừng.

Chính trong thế giới nhiều biến động và rực lửa đó, loài người bắt đầu tiến hóa cách đây khoảng 1,5 triệu năm.