Trong lịch sử lâu dài của Trái đất, một sự kiện mang tên Sự kiện Lomagundi-Jatuli (LJE) đã xảy ra trong thời kỳ Paleoproterozoi khoảng 2,3 tỷ đến 2,1 tỷ năm trước. Đây là sự kiện đồng vị carbon nổi tiếng với các đồng vị carbon đáng kể. giá trị dương δ13C. Sự kiện này tiết lộ giá trị δ13C dương lớn nhất và dài nhất được tìm thấy trong đá cacbonat biển vào thời điểm đó, từ đó khơi dậy nghiên cứu chuyên sâu về chu trình cacbon cổ đại của cộng đồng khoa học.
Những thay đổi trong thành phần của các đồng vị carbon không chỉ tạo ra cái nhìn mới về chu trình carbon mà còn có tác động sâu sắc đến khí hậu toàn cầu.
Chu trình cacbon là một trong những chu trình quan trọng nhất trong hệ sinh thái trái đất. Nó bao gồm sự chuyển động và dòng chảy của carbon qua các địa điểm lưu trữ đa dạng như khí quyển, đại dương, hệ sinh thái trên cạn (thực vật và đất) và địa quyển (đá và trầm tích). Dòng cacbon được điều khiển bởi nhiều yếu tố, đặc biệt là quá trình quang hợp, hô hấp và phân hủy cũng như sự phong hóa của đá.
Giá trị δ13C cao của LJE ban đầu được cho là kết quả của sự gia tăng cục bộ lượng cacbon hữu cơ (forg). Tuy nhiên, với việc phát hiện ra các cacbonat biển có giá trị δ13C cao tương tự được khai quật ở nhiều châu lục khác nhau, cộng đồng khoa học dần nhận ra rằng sự kiện này cho thấy hiện tượng tăng cacbon toàn cầu. Điều này khiến chúng ta phải suy ngẫm về tác động của các hoạt động của con người đối với chu trình carbon toàn cầu hiện nay.
Nghiên cứu khảo cổ học cho thấy thời gian của LJE bắt đầu từ khoảng 249 đến 128 triệu năm trước, khiến sự kiện này trở thành dấu hiệu quan trọng cho thấy những thay đổi môi trường ban đầu trên Trái đất. Theo nghiên cứu, các giá trị đồng vị carbon trong quá trình này là nhất quán giữa các châu lục, cho thấy đặc điểm toàn cầu của LJE.
Trong các nghiên cứu về đồng vị carbon ở nhiều lục địa khác nhau, đặc biệt là Nhóm Lomagundi ở Zimbabwe và Nhóm Jatuli ở Phần Lan, người ta đã chứng minh được sự thay đổi về độ phong phú của đồng vị carbon trên quy mô lớn.
Phương pháp đo giá trị đồng vị cacbon đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu này. Ví dụ, phép đo khối phổ ion hóa nhiệt (TIMS) và phép đo khối phổ ion thứ cấp (SIMS) được sử dụng rộng rãi. Sự phát triển trong các công nghệ này không chỉ cải thiện độ chính xác của các thiết bị khoa học mà còn cho phép các nhà khoa học phát hiện những thay đổi nhỏ của đồng vị, cho phép họ theo dõi chính xác hơn lịch sử của chu trình cacbon cổ đại.
Về nguyên nhân của LJE, cộng đồng khoa học đã đưa ra nhiều giả thuyết khác nhau. Một quan điểm cho rằng LJE có liên quan đến Sự kiện oxy hóa lớn (GOE), gây ra những thay đổi lớn trong việc lưu trữ carbon toàn cầu. Một giả thuyết khác chỉ ra môi trường lắng đọng cục bộ, tin rằng những thay đổi về giá trị đồng vị carbon chủ yếu bị ảnh hưởng bởi môi trường địa phương.
Nếu LJE là một thử nghiệm sinh thái toàn cầu thì nó ảnh hưởng đến sự phát triển khí hậu ở mức độ nào trong hàng trăm triệu năm tiếp theo?
Sự kiện Lomagundi-Jatuli không chỉ thay đổi mô hình chu trình cacbon trong quá khứ mà còn mang đến cho cộng đồng khoa học đương đại một góc nhìn mới để hiểu được tầm quan trọng của chu trình cacbon trong quá khứ và hiện tại. Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, chúng ta ngày càng hiểu rõ hơn về tác động của sự kiện lịch sử này đối với sự phát triển khí hậu trong tương lai của trái đất. Tuy nhiên, giữa tất cả những cuộc khám phá này, lượng khí thải carbon ngày nay sẽ định hình lại chu trình carbon và hệ thống khí hậu trong tương lai như thế nào?