30 thg 10, 20224 phút đọc

Tại Sao Các Nhà Địa Chất Nếm Thử Nước Cổ Đại Hàng Tỷ Năm Tuổi

Nếu bạn phát hiện ra nước có thể có hàng triệu hoặc hàng tỷ năm tuổi, bạn có uống thử nó không?

Barbara Sherwood Lollar là một nhà địa chất học tại Đại học Toronto, và nghiên cứu về nước cổ đại. Ảnh: Martin Lipman

Barbara Sherwood Lollar làm điều đó mọi lúc. Cô ấy là một nhà địa chất học tại Khoa Khoa học Trái đất tại Đại học Toronto và đã cộng tác với các nhà nghiên cứu khác để phân tích nước được tìm thấy trong một mỏ của Canada ở Timmins, Ontario. Họ đã công bố phát hiện trên tạp chí Nature vào tháng 5, cho thấy rằng nước có tuổi đời từ 1,5 đến 2,6 tỷ năm - có nghĩa là nó đã bị cô lập hoàn toàn trong một thời gian dài.

Lollar nhúng đầu ngón tay vào nước này và dùng lưỡi thử. Cô nhận thấy mẫu cổ “rất mặn và đắng - mặn hơn nhiều so với nước biển”.

Nhưng trong khi điều này nghe có vẻ kinh hoàng, các nhà địa chất học thường sử dụng các giác quan của họ trong việc lấy mẫu, cô nói. Nó không chỉ để giải trí: Họ đang làm việc trong môi trường tối với nhiều vết nứt của nước và họ biết vùng nước mà họ muốn phân tích thêm là mặn nhất, vì chúng có thể là vùng nước lâu đời nhất.

“Nếu bạn là một nhà địa chất học làm việc với đá, bạn có thể đã liếm rất nhiều đá,” cô nói.

Các bọt khí nước cổ bốc lên từ sàn của một mỏ sâu ở Canada chứa các thành phần có thể duy trì sự sống. Ảnh: J Telling/Nature

Tuy nhiên, cần nhiều hơn một thử nghiệm về mùi vị để biết được độ già của nước là bao nhiêu.

Barbara Sherwood Lollar là một nhà địa chất học tại Đại học Toronto, và nghiên cứu về nước cổ đại.

Cô nói: “Chúng ta có thể cảm nhận được sự cổ kính bằng cách nhìn vào những thứ như độ mặn của nước, và đặc biệt hơn là nhìn vào oxy và hydro trong chính phân tử nước.

Các nhà khoa học đã xem xét lượng khí quý trong nước - ví dụ như heli - và những đồng vị nào đã có mặt. Đây là những dấu hiệu để xác định tuổi gần đúng của nước.

Nghiên cứu này có ý nghĩa về những gì có thể tồn tại sự sống trên các hành tinh khác.

“Tương tự như ở một nơi nào đó như sao Hỏa, bất kỳ sự sống nào hình thành đều có thể tìm thấy đường vào các túi nước tương tự trong lớp vỏ sao Hỏa, và công trình của chúng tôi cho thấy rằng những túi nước này có thể tồn tại và cung cấp một nơi cho sự sống tồn tại lâu dài sau khi bề mặt của sao Hỏa bị mất nước và trở nên vô trùng,” Chris Ballentine, giáo sư địa hóa học tại Đại học Manchester ở Vương quốc Anh và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong một email.

Các thợ mỏ đã biết về sự hiện diện của các vùng nước mặn sâu trong một thời gian ở Canada, Phần Lan và Nam Phi. Các tài liệu về khai thác thậm chí còn đề cập đến nó vào những năm 1880 - nhưng nó đã không lọt vào tầm ngắm của các nhà khoa học cho đến gần đây.

Tại một mỏ khác của Canada, Lollar và các đồng nghiệp đã đi khảo sát vùng biển này. Họ phát hiện ra rằng hóa học tương tự như các loại nước được tìm thấy trong các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương. Họ cũng thấy rằng độ mặn cao của những vùng nước này là kết quả của các phản ứng hóa học xảy ra giữa đá và nước.

“Nếu bạn là một nhà địa chất học làm việc với đá, bạn có thể đã liếm rất nhiều đá.”

- BARBARA SHERWOOD LOLLAR

Công việc của Tiến sĩ Sherwood Lollar đã giúp cô giành được huy chương vàng Herzberg, giải thưởng hàng đầu của Canada về nghiên cứu phi y tế. Ảnh: Fred Lum

Cô nói: “Điều này tạo ra nước chứa đầy năng lượng có thể hỗ trợ sự sống.

Trong một mỏ vàng ở Nam Phi, Lollar và các đồng nghiệp đã tìm thấy các cộng đồng vi sinh vật ở độ sâu 1,7 dặm, sống nhờ hydro hòa tan trong vùng nước này. Các vùng nước tự có hàng chục triệu năm tuổi.

Công việc đó đã thôi thúc họ quay trở lại Canada, đến mỏ Timmins, bởi vì họ đưa ra giả thuyết rằng những vùng nước cũ hơn có thể chảy đến đó, dựa trên tuổi và địa chất của đá.

Mỏ Dome ở Timmins, Canada. Ảnh: Goldcorp/Flickr

Ở dưới mỏ, nó “tối tăm, bụi bặm, rất ồn ào và nóng bức”, Ballentine nói.

Nước cổ được tìm thấy là một hiện tượng tự nhiên; nó không có ở đó vì mỏ. “Chỉ là các mỏ cho phép chúng tôi xuống đó và khai thác chúng,” Lollar nói. “Chúng tương đương với các tàu ngầm biển sâu của chúng tôi.”

Bản thân nước đang chảy, sủi bọt từ các vết nứt trên đá, hoặc các lỗ khoan giao nhau với các vết nứt.

Bước tiếp theo là ước tính tuổi của các vùng nước sâu khác trên khắp hành tinh, để họ có thể so sánh và đối chiếu những gì họ có thể tìm thấy về sự sống sống xa dưới lòng đất trong các gói nước này. Họ vẫn đang trong quá trình tìm kiếm sự sống trong các mẫu từ mỏ ở Timmins; Cô ấy nói việc xử lý dữ liệu này là “công việc cần mẫn”.

Những chai nước này đến từ Timmins và có tuổi đời một tỷ năm. Ảnh: Fred Lum

Ballentine cho biết “nước trong như pha lê khi nó mới chảy ra từ đá và trông rất hấp dẫn”.

Lollar thừa nhận nước không thể uống được, nhanh chóng phủ nhận việc uống những loại nước cổ xưa này - theo nghĩa đen, cô ấy chỉ đang nói về việc đặt đầu ngón tay lên đầu lưỡi của mình.

Cô nói: “Thật quá có giá trị về mặt khoa học để lãng phí như vậy.”