Nước cổ đại 2 tỷ năm dưới lòng đất có vị như thế nào?

Trái Đất đã trải qua hàng tỷ năm tiến hóa, và trong hành trình dài đó, nước đóng vai trò then chốt trong sự hình thành và phát triển của sự sống. Theo các nghiên cứu khoa học, hành tinh của chúng ta có thể đã có đại dương từ rất sớm, thậm chí trước khi kết thúc Kỷ nguyên Hadean , giai đoạn hỗn loạn đánh dấu sự hình thành ban đầu của Trái Đất. Dấu vết lâu đời nhất về sự tồn tại của nước lỏng trên hành tinh xanh được cho là có từ khoảng 4,4 tỷ năm trước.

Tuy nhiên, do chu trình nước liên tục diễn ra thông qua sự bay hơi, ngưng tụ, thấm lọc và chảy tràn, việc tìm thấy một nguồn nước nguyên vẹn từ hàng tỷ năm trước là điều vô cùng hiếm hoi. Điều đáng kinh ngạc là các nhà khoa học mới đây đã khám phá ra một túi nước bị cô lập có niên đại lên đến 2 tỷ năm nằm sâu dưới lòng đất tại Canada, mở ra những hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn về lịch sử Trái Đất và khả năng tồn tại sự sống trong các môi trường khắc nghiệt, bao gồm cả những hành tinh ngoài hệ Mặt Trời.

Dù chu trình nước trên bề mặt Trái Đất khiến nước không ngừng luân chuyển, nhưng điều này không có nghĩa là tất cả nước đều bị cuốn vào vòng tuần hoàn đó. Một số túi nước cổ đại vẫn có thể bị giữ lại trong các vết nứt địa chất kín, nơi chúng không tiếp xúc với môi trường bên ngoài suốt hàng tỷ năm. Những vùng nước này được xem như những "viên nang thời gian", lưu giữ các điều kiện môi trường từ thuở sơ khai của hành tinh.

Để tìm kiếm chúng, các nhà khoa học thường khai thác từ các mỏ khoáng sản sâu dưới lòng đất, nơi đá và khoáng chất có thể giữ lại nước trong thời gian dài. Một trong những địa điểm được chú ý nhất là mỏ Kidd Creek, nằm cách thành phố Timmins, Ontario, Canada khoảng 24 km về phía bắc. Đây là một trong những mỏ khai thác đồng, kẽm và bạc sâu nhất thế giới, được mở từ những năm 1960. Ban đầu, mỏ này được khai thác theo phương pháp lộ thiên, nhưng sau đó đã phát triển thành một mỏ ngầm với độ sâu ấn tượng 3.014 mét. Với cấu trúc địa chất đặc biệt và độ sâu khổng lồ, Kidd Creek trở thành một trong những nơi lý tưởng nhất để tìm kiếm dấu vết nước cổ đại.

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Toronto, dẫn đầu bởi nhà địa chất học Barbara Sherwood Lollar, đã tiến hành khảo sát tại khu vực này. Sau một thời gian nghiên cứu, họ phát hiện một vết nứt chứa nước bị cô lập sâu dưới đáy mỏ. Khi phân tích các mẫu nước thu thập được, các nhà khoa học vô cùng kinh ngạc: nước trong vết nứt này đã tồn tại ở đó suốt 2 tỷ năm – chính thức trở thành nguồn nước lâu đời nhất từng được biết đến trên Trái Đất.

Ban đầu, khi mới được lấy lên từ lòng đất, nước này trông khá trong suốt. Tuy nhiên, chỉ trong một thời gian ngắn sau khi tiếp xúc với không khí, nó chuyển sang màu cam nhạt. Điều này có thể do các phản ứng oxy hóa xảy ra khi nước tiếp xúc với khí quyển lần đầu tiên sau hàng tỷ năm.

Về hương vị, Barbara Sherwood Lollar đã có một trải nghiệm có lẽ không ai muốn thử: bà đã nếm một ngụm nước 2 tỷ năm tuổi. Và kế quả là vị của nó "thật kinh khủng", theo mô tả của bà, nước này có mùi lưu huỳnh nồng nặc, sền sệt như xi-rô và có vị cực kỳ mặn chát, đắng khó chịu. Kết quả phân tích hóa học cho thấy nước này có độ mặn cao gấp 10 lần nước biển, chứa một lượng lớn khoáng chất hòa tan cùng với nhiều loại khí hiếm như heli, xenon, krypton, neon và argon.

Những yếu tố này cho thấy nước đã bị cô lập hoàn toàn trong thời gian dài mà không có bất kỳ sự pha loãng nào từ các nguồn nước khác. Nhưng điều gây chấn động nhất chính là sự phát hiện ra vi sinh vật sống trong nguồn nước cổ đại này. Các nhà nghiên cứu xác định rằng đây là những sinh vật đơn bào kỵ khí (không cần oxy để tồn tại). Thay vì sử dụng oxy như phần lớn sinh vật trên bề mặt Trái Đất, chúng lấy năng lượng từ quá trình phân rã phóng xạ của các nguyên tố trong môi trường xung quanh. Điều này có nghĩa là, ngay cả khi bị cô lập suốt hàng tỷ năm, sự sống vẫn có thể tồn tại và phát triển theo những cách thức phi thường.

Phát hiện này không chỉ có ý nghĩa quan trọng với Trái Đất mà còn mở ra một cánh cửa mới trong việc tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh. Dữ liệu khoa học cho thấy, Sao Hỏa từng có đại dương và có khả năng đã từng có điều kiện thuận lợi cho sự sống hàng tỷ năm trước. Gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện dấu vết của nước lỏng nằm sâu dưới bề mặt Sao Hỏa , tồn tại dưới dạng hồ ngầm bị cô lập bên dưới lớp băng cực nam của hành tinh đỏ. Điều này gợi ý rằng, giống như Trái Đất, Sao Hỏa cũng có thể có những túi nước cổ đại ẩn sâu dưới lòng đất. Nếu nước trên Trái Đất có thể duy trì sự sống trong điều kiện khắc nghiệt suốt 2 tỷ năm, liệu điều tương tự có thể xảy ra trên Sao Hỏa ?

Điều này dẫn đến một giả thuyết quan trọng: nếu Sao Hỏa thực sự từng có sự sống, thì có thể nó vẫn chưa hoàn toàn biến mất mà chỉ ẩn mình sâu trong các túi nước ngầm, nơi không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi khắc nghiệt trên bề mặt hành tinh. Nếu chúng ta có thể khoan sâu vào bề mặt Sao Hỏa để tiếp cận những nguồn nước này, rất có thể chúng ta sẽ tìm thấy những vi sinh vật sống sót theo cách tương tự như ở Kidd Creek.