Các nhà khoa học biết Trái Đất khoảng bốn tỷ năm trăm năm mươi triệu năm tuổi nhờ đo tỷ lệ các loại chì trong thiên thạch, những mảnh đá hình thành cùng lúc với Trái Đất. Con số này được nhà địa hoá học người Mỹ Clair Patterson công bố năm một nghìn chín trăm năm mươi sáu. Điều bất ngờ là để đo được, ông phải chống lại một kẻ thù vô hình: chì từ xăng xe đã phủ khắp mọi nơi, và ông dành phần đời còn lại đấu tranh để loại bỏ nó.
Chào bạn, đây là Nhà Khám Phá. Hôm nay là câu chuyện về một con số rất lớn và một kim loại rất nhỏ. Một người đi tìm tuổi của hành tinh, và trên đường đi đã vô tình cứu sức khoẻ của hàng tỉ người, trong đó có thể có cả chính chúng ta.
Đồng hồ phóng xạ nằm trong đá
Muốn biết tuổi một hòn đá, các nhà khoa học dùng một kiểu đồng hồ tự nhiên. Một số nguyên tố như urani không bền, chúng tự biến đổi dần thành nguyên tố khác theo một tốc độ cực kỳ đều đặn, và cuối cùng thành chì.
Tốc độ ấy đã được đo rất chính xác trong phòng thí nghiệm. Giống như một chiếc đồng hồ cát: biết cát chảy nhanh thế nào, nhìn lượng cát đã xuống dưới là biết đồng hồ đã chảy bao lâu. Đo lượng urani còn lại và lượng chì sinh ra là ước được tuổi của đá.
Vấn đề là đá trên mặt Trái Đất liên tục bị nung chảy, xói mòn, tạo lại, nên rất khó tìm được đá có từ ngày đầu tiên. Patterson nảy ra ý dùng thiên thạch, những mảnh vụn còn sót lại từ thời hệ Mặt Trời mới hình thành, rơi xuống Trái Đất.
Ông chọn những mảnh của một thiên thạch sắt đã tạo ra miệng hố lớn ở sa mạc Arizona. Thiên thạch sắt gần như không có urani, nên lượng chì trong đó giữ được thành phần ban đầu, trở thành mốc so sánh quý giá.
Chì có mặt ở khắp nơi, kể cả trong phòng thí nghiệm
Khi bắt đầu đo, Patterson gặp một vấn đề kỳ lạ: kết quả lần nào cũng lệch, mẫu nào cũng có quá nhiều chì. Chì không nằm trong mẫu, mà ở khắp phòng thí nghiệm: trong không khí, bụi, nước, dụng cụ thuỷ tinh, cả trên tóc và da người làm thí nghiệm.
Để có kết quả đúng, ông phải xây một trong những phòng thí nghiệm siêu sạch đầu tiên. Không khí được lọc, người vào phải mặc đồ bảo hộ, mọi dụng cụ được rửa bằng axít, hoá chất được tự tinh chế lại. Ông lau chùi mọi thứ tới mức được kể là ám ảnh với sự sạch sẽ.
Nhờ vậy, năm một nghìn chín trăm năm mươi sáu, ông công bố tuổi Trái Đất khoảng bốn tỷ năm trăm năm mươi triệu năm. Đến nay, sau hơn nửa thế kỷ với thiết bị hiện đại hơn rất nhiều, con số ấy hầu như không phải sửa.
Nhưng Patterson không dừng lại ở đó. Ông tự hỏi: chì từ đâu ra mà nhiều đến thế, khắp mọi nơi như vậy?
Chì từ xăng xe phủ khắp hành tinh
Từ những năm hai mươi của thế kỷ hai mươi, người ta pha một hợp chất chì vào xăng để động cơ chạy êm, không kêu lách cách. Mỗi chiếc xe chạy trên đường đều nhả ra khói chứa chì, chì bay vào không khí, rơi xuống đất, vào nước, vào thức ăn.
Patterson đi đo chì trong nước biển. Ông thấy lớp nước mặt đại dương chứa nhiều chì hơn hẳn lớp nước sâu, dấu hiệu chì mới được đưa vào gần đây từ không khí. Rồi ông đo trong băng ở vùng cực, nơi tuyết rơi từng năm chồng lên nhau lưu lại không khí của từng thời kỳ.
Lõi băng cho thấy lượng chì gần như không đáng kể suốt hàng nghìn năm, rồi tăng vọt trong thế kỷ hai mươi, đúng lúc xe hơi chạy xăng pha chì bùng nổ. Ông còn so sánh xương người cổ với xương người hiện đại, thấy người hiện đại mang trong cơ thể lượng chì cao hơn nhiều lần.
Chì là chất độc, đặc biệt nguy hiểm với trẻ em vì ảnh hưởng tới sự phát triển của não, gây giảm khả năng học tập. Patterson nhận ra cả một thế hệ đang bị nhiễm độc âm thầm.
Cuộc chiến bỏ xăng pha chì
Khi Patterson lên tiếng, ông vấp phải sự phản đối mạnh mẽ từ những ngành công nghiệp sản xuất và sử dụng chất pha chì. Có thời gian ông mất một số nguồn tài trợ nghiên cứu, bị loại khỏi một số hội đồng đánh giá về ô nhiễm chì.
Nhưng ông kiên trì đưa ra bằng chứng, trình bày trước các cơ quan nhà nước, viết bài, thuyết phục đồng nghiệp. Dần dần, các nghiên cứu khác cũng xác nhận tác hại của chì.
Từ những năm bảy mươi, nước Mỹ bắt đầu giảm dần xăng pha chì, và cấm hẳn cho xe đi đường vào giữa những năm chín mươi. Lượng chì trong máu người Mỹ giảm mạnh theo. Nhiều nước khác làm theo trong những thập kỷ sau. Việt Nam cũng đã ngừng dùng xăng pha chì từ đầu những năm hai nghìn.
Năm hai nghìn không trăm hai mươi mốt, Liên Hợp Quốc thông báo rằng xăng pha chì cho xe chạy đường bộ đã chấm dứt trên toàn thế giới, khi quốc gia cuối cùng còn bán loại xăng này ngừng hẳn. Đáng tiếc Patterson không được thấy ngày ấy, ông mất năm một nghìn chín trăm chín mươi lăm.
Một người làm được hai việc lớn
Câu chuyện Patterson có một bài học rất đẹp: một phát hiện tưởng xa xôi như tuổi Trái Đất lại dẫn tới một thay đổi gần gũi như không khí mình thở. Nếu ông không quá cẩn thận với từng hạt bụi trong phòng thí nghiệm, có lẽ ông đã không nhận ra chì ở khắp nơi.
Nó cũng cho thấy khoa học đôi khi cần lòng can đảm. Nói ra sự thật trái với lợi ích của những ngành lớn không phải là chuyện dễ.
Ở Việt Nam hôm nay, chì vẫn có thể có mặt ở một số nguồn như sơn cũ, pin ắc quy tái chế không đúng cách, một số đồ gốm men kém chất lượng. Biết những nguồn này để tránh, nhất là cho trẻ nhỏ, là cách tiếp nối bài học của Patterson.
Lần tới khi đi đổ xăng, bạn có thể nhớ rằng chiếc vòi xăng ấy từng mang theo một chất độc, và có một người đã dành nửa đời mình để nó biến mất.
Câu hỏi thường gặp
Trái Đất chính xác bao nhiêu tuổi?
Các phép đo hiện nay cho tuổi Trái Đất khoảng bốn tỷ năm trăm bốn mươi triệu năm, sai số khoảng năm chục triệu năm. Con số này rất gần với kết quả Patterson công bố từ những năm năm mươi.
Đá cổ nhất trên Trái Đất bao nhiêu tuổi?
Những tinh thể khoáng cổ nhất từng được tìm thấy có tuổi khoảng bốn tỷ bốn trăm triệu năm, nằm trong đá ở miền tây nước Úc. Đá nguyên khối cổ nhất trẻ hơn một chút, vì đá liên tục bị biến đổi qua thời gian.
Vì sao chì đặc biệt nguy hiểm với trẻ em?
Cơ thể trẻ hấp thụ chì dễ hơn người lớn, và não đang phát triển rất nhạy cảm với chì. Nhiễm chì có thể ảnh hưởng tới trí nhớ, khả năng tập trung và học tập, nên cần tránh mọi nguồn chì cho trẻ.
Thiên thạch giúp đo tuổi Trái Đất thế nào?
Thiên thạch là những mảnh vật chất hình thành cùng thời với Trái Đất và các hành tinh, nhưng không bị biến đổi nhiều như đá trên Trái Đất. Đo tuổi của chúng là đo tuổi của cả hệ Mặt Trời, trong đó có Trái Đất.
Phòng thí nghiệm sạch ngày nay dùng để làm gì?
Phòng sạch được dùng để sản xuất chip máy tính, thuốc, thiết bị y tế và nghiên cứu khoa học cần độ chính xác cao. Một hạt bụi nhỏ cũng có thể làm hỏng một con chip hay sai một phép đo.
