Tuổi quả đất (tuổi đá buồn)

Hỏi trăng mấy tuổi trăng già...

Bạn hiền thân,

Như đã hứa, tôi xin trả lời câu hỏi đố vui để học tuần trước.

Tuổi quả đất (tuổi đá buồn) đã được nhiều người sống trên hành tinh xanh đó ước lượng, hoặc tính toán, hoặc dùng phương pháp thí nghiệm.

Bắt đầu phải kể đến ông giám mục người Ái Nhĩ Lan (James Ussher), ông này nghiên cứu Thánh Kinh và quả quyết trong quyển Annals of the Old Testament (năm 1650) là quả đất đã được Chúa tạo ra vào ngày 23 tháng 10 năm 4004 trước Tây lịch. Tức là nếu ta cộng thêm vào đó 2010 năm từ lúc Tây lịch bắt đầu, tuổi quả đất chỉ có vỏn vẹn 6,014 năm.

Phải đợi mãi đến năm 1715, nhà thiên văn học người Anh Edmond Halley đề nghị một phương pháp tính tuổi quả đất khá độc đáo nhưng không dễ có kết quả. Theo ông, nếu bạn biết được số lượng muối tổng cộng trong biển (TS) và số lượng muối mà biển nhận được mỗi năm (YS) thì bạn chỉ việc chia TS cho YS là bạn biết được tuổi đại dương và theo ông Halley, cũng sẽ không xa tuổi quả đất. Chưa thấy ai áp dụng phương pháp này.

Một khoa học gia Pháp, Georges-Louis Leclerc (Comte de Buffon), tuyên bố (không có chứng minh) là tuổi quả đất theo ông ước lượng khoảng từ 75 ngàn năm đến 168 ngàn năm. Riêng ông Charles Darwin, trong lúc nghiên cứu về tuổi các khu rừng bên Anh, ước lượng tuổi quả đất vào khoảng 306,662,400 năm.

Cùng thời với ông Darwin có một câu học trò thông minh nổi tiếng, cậu William Thomson (và sau này được nữ hoàng Anh phong chức Lord với tên mới là Lord Kelvin) được nhận vào học đại học Glasgow lúc mới lên 10 tuổi ! Ông tốt nghiệp đại học Cambridge lúc vào tuổi đôi mươi (năm anh 20 em mới sinh ra đời !!!). Ông dùng những phương pháp nhiệt động học, cơ học và từ trường để tính tuổi quả đất và ông thông báo kết quả tính được lần đầu là tuổi quả đất khoảng 98 triệu năm. Đến năm 1897, ông thông báo con số mới và quả quyết lần này tuổi quả đất phải xấp xỉ 24 triệu năm.

Sau Ngài (Lord) Kelvin, có rất nhiều học giả người Anh và Mỹ bắt đầu nghiên cứu về tuổi quả đất. Ông Samuel Haughton, một chuyên gia địa chất học của trường nổi tiếng thời bấy giờ, Trinity College, ước lượng 2300 triệu năm. Sau đó đồng nghiệp ông tên John Joly lên tiếng với con số 89 triệu năm. Ông George Becker ở Mỹ với 55 triệu năm v.v...

Và quả đất chúng ta may mắn có được sự ra đời của ông Ernest Rutherford, một vật lý gia hạt nhân người Tân Tây Lan (ông Rutherford về sau di dân sang Canada và tiếp tục dạy học và nghiên cứu tại đại học nổi tiếng McGill ở Montréal). Ông là cha đẻ thuyết phóng xạ của vật chất. Vật chất phóng xạ và tự biến hoại (decay) và thời gian biến hoại (decay time) có thể được đo rất chính xác với những chất như chất nguyên tử Uranium (chất này biến hoại với thời gian và trở thành chì). Ông dùng kết quả nghiên cứu của mình để định tuổi của vài chất trên quả đất. Ông đem kết quả này sang trình trong một cuộc hội thảo ở Anh hôm đó có ông Kelvin đi nghe. Nhưng vì quá tin vào lý thuyết của mình, ông Kelvin đã để mất một cơ hội quý báu học hỏi điều mới và ông đã cứng đầu ôm chặt lấy con số 24 triệu năm mà ông đã thông báo.

Thuyết phóng xạ của Rutherford như sau này chúng ta biết, đã làm một cuộc cách mạng trong giới khoa học hạt nhân và đã giúp một sinh viên trẻ tuổi tìm được rất chính xác tuổi quả đất (tuổi đá buồn !).

Chàng sinh viên trẻ theo học cao học tại đại học Chicago đó chính là Clair Patterson (tên giống như tên con gái nhưng anh Clair là con trai, có nhiều sách nhầm lẫn gọi anh là cô Patterson !). Anh này xin làm luận án với ông giáo sư Harrison Brown và dùng phương pháp định tuổi đá cuội của thầy mình để định tuổi quả đất. Một luận án kéo dài 7 năm (từ năm 1946 đến 1953), sau bao nhiêu ngày tháng kiên nhẫn và xử dụng những máy móc tinh vi tối tân nhất của phòng thí nghiệm Argonne National Laboratory, anh sinh viên trẻ này công bố kết quả trong một hội thảo ở Wisconsin là tuổi (nhất định) của quả đất là 4,550 triệu năm (= 4.55 tỉ năm = 4,550,000,000 năm).

Ông Patterson trong lúc đi tìm những hòn đá cuội trên khắp thế giới (nghe nói có rất nhiều đá cổ bên Úc) và đem về tính tuổi qua phương pháp tính isotope của chì trong đá cuội (của thầy mình), ông tìm ra là trong không khí chúng ta thở (nhất là ở Mỹ vào thời điểm đó) có rất nhiều chì ! Ông tìm ra là trước năm 1923, bầu không khí của quả đất không có một gợn chì và số lượng chì trong không khí tăng nhanh từ lúc đó (đúng vào lúc con người bắt đầu ồ ạt dùng xe hơi có động cơ nổ). Ông lên tiếng kêu gọi chính quyền Mỹ về khám phá này. Ông đã bị các hãng bào chế xăng xe hơi và dầu khí ở Mỹ chống đối và họ làm áp lực để ông bị sa thải khỏi đại học và bị cắt tiền nghiên cứu. Tuy nhiên ông vẫn kiên trì tranh đấu. May thay nước Mỹ là nước dân chủ và cuối cùng khoa học (tức là sự thật) đã thắng. Năm 1970, nước Mỹ là nước đầu tiên có Clean Air Act và ngay sau năm 1986, khi chính phủ Mỹ cấm không cho bán xăng có chì, số lượng chì trong không khí ở Mỹ đã giảm đi 80% ngay năm sau đó.

Ông Patterson chết năm 1995 và ông không bao giờ được giải Nobel về những khám phá của mình.

Nguyễn Duy Vinh (mùa thu 2010 Yaoundé)

(phỏng theo một tác phẩm của Bill Bryson)