Cổ sinh vật học là một nhánh của khoa học dành cho việc nghiên cứu cuộc sống cổ xưa thông qua việc kiểm tra các di tích hóa thạch. Lĩnh vực này thu hẹp khoảng cách kiến thức giữa sinh học và địa chất, cung cấp những hiểu biết sâu sắc về lịch sử sự sống, sự tiến hóa của sinh vật và những thay đổi của môi trường Trái đất theo thời gian.
Hóa thạch là tàn tích hoặc dấu vết của các sinh vật cổ xưa được bảo tồn trong lớp vỏ Trái đất. Quá trình hóa thạch có thể xảy ra theo nhiều cách, bao gồm quá trình thẩm thấu, trong đó các khoáng chất lắng đọng trong nước thay thế vật liệu hữu cơ, và các vật đúc và nấm mốc hình thành khi vật liệu ban đầu hòa tan để lại dấu vết. Dấu vết hóa thạch, như dấu chân hoặc hang, ghi lại hoạt động của sinh vật.
Có một số loại hóa thạch, mỗi loại cung cấp những hiểu biết độc đáo về quá khứ:
Thang thời gian địa chất là một hệ thống xác định niên đại theo trình tự thời gian liên quan đến các tầng địa chất theo thời gian. Nó được các nhà địa chất, nhà cổ sinh vật học và các nhà khoa học Trái đất khác sử dụng để mô tả thời gian và mối quan hệ của các sự kiện trong lịch sử Trái đất. Thang đo chia lịch sử Trái đất thành nhiều thời đại, thời đại, thời kỳ, kỷ nguyên và thời đại, phản ánh những thay đổi lớn về địa chất và quần thể sinh vật của Trái đất.
Cổ sinh vật học cung cấp bằng chứng cho thuyết tiến hóa, quá trình các loài trải qua những thay đổi theo thời gian thông qua chọn lọc tự nhiên và trôi dạt di truyền. Các hồ sơ hóa thạch cho thấy quá trình chuyển đổi của các loài, tiết lộ các loài đã tuyệt chủng và minh họa quá trình tiến hóa của các dòng dõi. Các sự kiện tuyệt chủng lớn, như sự tuyệt chủng kỷ Phấn trắng-Cổ sinh (K-Pg) đã chấm dứt triều đại của loài khủng long cách đây 66 triệu năm, có thể được nghiên cứu thông qua bằng chứng cổ sinh vật học, cho thấy tác động của các sự kiện thảm khốc đối với đa dạng sinh học toàn cầu.
Sự chuyển động của các mảng kiến tạo Trái đất đã đóng một vai trò quan trọng trong việc phân bố các hóa thạch trên toàn cầu. Qua quá trình trôi dạt lục địa, các khối đất đã dịch chuyển, va chạm, tách rời theo thời gian địa chất, ảnh hưởng đến sự phân bố và tiến hóa của sinh vật. Dữ liệu cổ sinh vật học có thể giúp tái tạo lại các vị trí lục địa trong quá khứ và hiểu được khí hậu lịch sử cũng như các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa.
Cổ sinh vật học có thể tiết lộ khí hậu và điều kiện môi trường trong quá khứ thông qua nghiên cứu về thực vật và động vật hóa thạch, cũng như các lớp đá trầm tích. Ví dụ, sự hiện diện của hóa thạch thực vật nhiệt đới ở Nam Cực cung cấp bằng chứng cho thấy lục địa này từng có môi trường ấm áp và ẩm ướt trong quá khứ. Phân tích tỷ lệ đồng vị oxy trong vỏ hóa thạch cũng có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về nhiệt độ đại dương và khối lượng băng lịch sử, giúp các nhà khoa học hiểu được mô hình biến đổi khí hậu trong lịch sử Trái đất.
Việc khám phá và nghiên cứu hóa thạch bao gồm cả nghiên cứu thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm. Trên thực địa, các nhà cổ sinh vật học tham gia vào việc tìm kiếm và khai quật các địa điểm hóa thạch, sử dụng các công cụ từ bàn chải và đục đến máy móc hạng nặng để khai quật quy mô lớn hơn. Sau khi thu thập hóa thạch, các kỹ thuật trong phòng thí nghiệm như xác định niên đại bằng carbon, kính hiển vi điện tử quét và quét CT được sử dụng để xác định niên đại của hóa thạch, phân tích thành phần của chúng và tạo mô hình 3D về cấu trúc hóa thạch.
Cổ sinh vật học đóng góp cho một loạt các lĩnh vực khoa học:
Cổ sinh vật học, thông qua nghiên cứu hóa thạch, đưa ra một cánh cửa độc đáo về quá khứ, cho phép các nhà khoa học làm sáng tỏ lịch sử sự sống trên Trái đất. Nó kết nối các ngành khoa học khác nhau, cung cấp những hiểu biết quan trọng về sự tiến hóa, thay đổi môi trường và các quá trình năng động hình thành hành tinh của chúng ta. Việc tiếp tục khám phá và nghiên cứu về hồ sơ hóa thạch hứa hẹn sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về thế giới tự nhiên và vị trí của chúng ta trong đó.
