Bạn có tin rằng trên Trái Đất tồn tại một nơi vừa nóng hơn nước sôi, vừa có độ axit vượt ngoài thang pH, lại trông giống hệt một hành tinh khác?
Trời chưa sáng hẳn, nhiệt độ đã chạm gần 40°C. Mùi lưu huỳnh nồng đến mức bạn có thể “cảm nhận” nó trong cổ họng. Trước mắt là những hồ nước nhỏ sủi bọt với màu sắc không tưởng: vàng chanh, xanh ngọc, cam rực, tím nhạt.
Không cây cối. Không âm thanh. Chỉ có hơi nóng bốc lên từ lòng đất.
Đó là Dallol — một trong những môi trường khắc nghiệt nhất từng được ghi nhận trên Trái Đất.
Dallol là gì và nó ở đâu?
Dallol nằm trong vùng trũng Danakil, đông bắc Ethiopia, gần biên giới với Eritrea. Đây là một trong những nơi hẻo lánh nhất hành tinh. Vùng trũng Danakil là một thung lũng rift song song với Biển Đỏ. Sau hàng triệu năm sụt lún, phần thấp nhất của vùng trũng này nằm khoảng 125 mét dưới mực nước biển — một trong những điểm đất liền thấp nhất Trái Đất.
Nhưng tại sao ở đây lại có những hồ màu sắc kỳ lạ đến vậy?
Dallol nằm tại ngã ba tam giác Afar — nơi ba mảng kiến tạo đang dần tách ra: mảng châu Phi, mảng Ả Rập và mảng Somali. Hình dung như thế này: lòng đất ở đây đang “mở ra” theo đúng nghĩa đen, từng milimet mỗi năm. Khi các mảng tách ra, magma từ sâu bên dưới trồi lên. Magma đó gặp các lớp muối khổng lồ — di tích của Biển Đỏ từ hàng triệu năm trước — rồi đốt nóng nước ngầm. Nước ngầm đó bị đẩy lên mặt đất mang theo khoáng chất, axit, lưu huỳnh. Kết quả là một hệ thống suối nhiệt dịch không giống bất kỳ nơi nào trên Trái Đất.
Dallol được hình thành do magma bazan xâm nhập vào các lớp muối từ thời Miocene và hoạt động nhiệt dịch tiếp theo sau đó. Vụ phun trào phreatic năm 1926 tạo ra miệng núi lửa Dallol — đây là các miệng núi lửa thấp nhất thế giới, nằm 45 mét hoặc sâu hơn dưới mực nước biển.
Màu sắc không phải do sinh vật — mà do hóa học
Khi bạn nhìn thấy hình ảnh Dallol lần đầu, phản ứng đầu tiên thường là nghi ngờ. Cái màu vàng chanh, xanh ngọc, đỏ gạch, tím nhạt đó — trông giống như ảnh chụp qua filter hơn là ảnh thật.
Nhưng đó là màu thật 100%. Và điều thú vị hơn là: không có sinh vật nào tạo ra chúng.
Khác với Grand Prismatic Spring ở Yellowstone — nơi màu sắc rực rỡ đến từ các vi khuẩn và tảo — toàn bộ bảng màu của Dallol được tạo ra bởi phản ứng hóa học vô cơ, cụ thể là quá trình oxy hóa các hợp chất sắt trong dung dịch. Sắt ở trạng thái hóa trị khác nhau cho ra màu sắc khác nhau — giống như sắt bình thường gỉ ra màu nâu đỏ khi tiếp xúc không khí, nhưng ở Dallol, phản ứng xảy ra với hàng chục hợp chất khác nhau cùng lúc.
Dallol cực kỳ năng động: các suối đang hoạt động có thể ngừng và suối mới xuất hiện chỉ trong vài ngày. Màu sắc thay đổi liên tục theo thời gian — từ trắng sang xanh lá, vàng chanh, vàng, cam, đỏ, tím và nâu đất.
Và không chỉ màu sắc — hình dạng cũng kỳ lạ không kém. Những cột muối cao vút, geyser thu nhỏ, tinh thể hình hoa súng nước, tinh thể hình bông hoa, lớp vỏ hình trứng và những hình cầu như ngọc trai – tất cả mọc lên tự nhiên từ lòng đất, không có bàn tay con người nào can thiệp.
Nếu bạn đặt một người không biết gì về Dallol trước những hình ảnh này và bảo họ đoán đây là ảnh chụp ở đâu, câu trả lời phổ biến nhất sẽ là: sao Hỏa, hoặc một hành tinh nào đó trong phim khoa học viễn tưởng.
pH âm — con số mà trường học không dạy bạn
Đây là phần mà nhiều người phải đọc lại hai lần.
Bạn có thể nhớ lại từ giờ hóa học: thang pH chạy từ 0 đến 14. pH 7 là trung tính (nước tinh khiết). Dưới 7 là axit, trên 7 là kiềm. Dịch dạ dày người có pH khoảng 1,5 đến 2 — đủ để tiêu hóa thức ăn và được xem là khá axit trong đời thường.
Dallol có pH xuống dưới 0.
Các suối nhiệt dịch tại Dallol phun ra dung dịch không có oxy, siêu axit với pH xuống dưới 0, siêu mặn gần gấp 10 lần nước biển, nhiệt độ trên 108°C, và chứa hơn 26 g/L sắt hòa tan.
Nhưng pH âm nghĩa là gì?
Thang pH thông thường chạy từ 0 đến 14, nhưng nếu nồng độ ion hydro trong một axit mạnh vượt quá 1 molar thì phép tính sẽ cho ra giá trị pH âm. Nói đơn giản hơn: pH 0 đã là điểm cực đoan của thang đo thông thường — và Dallol vượt qua điểm đó. Đây không phải con số lý thuyết trên giấy, mà là dung dịch đang hiện diện ngoài tự nhiên, ngay trên bề mặt Trái Đất.
Còn nhiệt độ trên 108°C mà không sôi? Điều đó xảy ra vì độ mặn cực cao và áp suất trong dung dịch làm thay đổi điểm sôi — giống như nước muối sôi ở nhiệt độ cao hơn nước thường, nhưng ở đây mức độ cực đoan hơn nhiều lần.
Kết hợp lại: bạn có một chất lỏng nóng hơn nước sôi, axit hơn dịch dạ dày, mặn hơn nước biển gần 10 lần, và không có oxy. Nếu đổ vào một cốc thủy tinh, nó sẽ ăn mòn cả cốc.
Nơi mà khoa học còn đang tranh cãi: ở đây có sự sống không?
Câu hỏi tưởng đơn giản này lại chia rẽ các nhà khoa học.
Vùng đồng muối xung quanh Dallol có rất nhiều vi sinh vật ưa môi trường khắc nghiệt — gọi là archaea, một dạng vi sinh vật cổ đại khác với vi khuẩn thông thường. Chúng sống được trong muối, trong nhiệt độ cao, trong axit. Nhưng bên trong các hồ của Dallol — pH âm, siêu mặn, không có oxy — thì sao?
Vào tháng 10/2019, một nhóm khoa học gia Pháp và Tây Ban Nha công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature Ecology & Evolution kết luận rằng dù vùng đồng muối xung quanh tràn ngập vi sinh vật ưa mặn, các hồ đa cực đoan của Dallol hoàn toàn không có sự sống — vì sự kết hợp của môi trường siêu axit, siêu mặn và hàm lượng magiê cao phá hủy các phân tử sinh học trước khi sự sống kịp hình thành. Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu khác lại báo cáo tìm thấy bằng chứng đầu tiên về sự sống tồn tại bên trong các suối nóng này.
Đến nay, hai phía vẫn chưa đi đến kết luận thống nhất.
Và đây không phải tranh luận học thuật nhàm chán. Nó có hệ quả thực sự: nếu sự sống không thể tồn tại ở đây dù điều kiện tưởng chừng cực đoan nhất, thì chúng ta cần định nghĩa lại “giới hạn của sự sống” là gì. Nếu sự sống có thể tồn tại ở đây, thì toàn bộ cách chúng ta nghĩ về khả năng sống sót của sinh vật trên các hành tinh khác cần được xem xét lại.
NASA quan tâm đến Dallol vì nó giống sao Hỏa
Môi trường Dallol được xem là analog gần nhất của sao Hỏa ngay trên Trái Đất: hoạt động núi lửa, hệ thống nhiệt dịch khuếch tán, và các lớp sulfate axit rộng lớn — tất cả gợi nhớ đến hoạt động nhiệt dịch từng tồn tại trên sao Hỏa trong quá khứ.
Sao Hỏa ngày nay khô và lạnh. Nhưng bằng chứng địa chất cho thấy hàng tỷ năm trước, sao Hỏa có nước, có núi lửa hoạt động, và có thể đã có những hệ thống nhiệt dịch tương tự Dallol. Nếu sự sống từng tồn tại trên sao Hỏa, nó có thể đã bắt đầu trong những điều kiện trông rất giống những gì bạn thấy ở Ethiopia hôm nay.
Đó là lý do các nhà khoa học dùng Dallol như một “phòng thí nghiệm tự nhiên” để hiểu xem sự sống có thể sinh ra và tồn tại trong điều kiện nào — trước khi chúng ta gửi tàu thăm dò đến các hành tinh xa xôi hơn.
Câu trả lời cho câu hỏi “có sự sống ngoài Trái Đất không” — có thể đang ẩn ở một vùng hẻo lánh phía bắc Ethiopia mà phần lớn mọi người chưa bao giờ nghe tên.
Đến Dallol — nguy hiểm theo đúng nghĩa đen
Dallol hiện giữ kỷ lục nhiệt độ trung bình năm cao nhất của một nơi có người sinh sống trên Trái Đất, với nhiệt độ trung bình 34,6°C được ghi nhận trong giai đoạn 1960–1966. Nhiệt độ cao nhất từng ghi nhận là 49°C. Nhưng cảm giác thực tế còn khắc nghiệt hơn số liệu, vì độ ẩm và khí độc bốc lên từ mặt đất làm mọi thứ nặng nề hơn nhiều.
Bề mặt Dallol có thể bị phủ bởi một lớp muối mỏng với các hồ nước nóng siêu axit ẩn ngay bên dưới — bước nhầm là có thể rơi xuống. Khí độc cũng thỉnh thoảng phun lên mà không báo trước. Các khí này gồm CO₂, H₂S và SO₂ — đủ để gây bất tỉnh nếu hít phải lượng lớn.
Trong thập kỷ qua, Dallol và khu vực Erta Ale gần đó đã thu hút ngày càng nhiều khách du lịch. Nhưng các chuyến đi này tiềm ẩn rủi ro vì khí hậu khắc nghiệt, vị trí hẻo lánh, và đã từng xảy ra các vụ tấn công du khách. Nhiều đoàn du lịch buộc phải đi kèm vệ binh vũ trang.
Người duy nhất thực sự sống được ở đây lâu dài là người Afar — một cộng đồng du mục đã gắn bó với vùng Danakil hàng thế kỷ. Họ khai thác muối từ đồng muối khổng lồ, cắt thành từng tảng rồi chất lên lưng lạc đà để vận chuyển ra khỏi sa mạc — công việc mà tổ tiên họ đã làm từ ngàn năm trước và họ vẫn đang làm hôm nay, dưới cái nắng 46°C.
Câu hỏi thường gặp
Dallol là một hệ thống nhiệt dịch và miệng núi lửa nằm trong vùng trũng Danakil, đông bắc Ethiopia. Nơi này nổi tiếng vì sở hữu cùng lúc nhiều kỷ lục cực đoan: nhiệt độ trung bình năm cao nhất của nơi có người sinh sống trên Trái Đất, pH tự nhiên xuống dưới 0, màu sắc kỳ lạ như ngoài hành tinh, và là một trong những địa điểm được nghiên cứu để tìm hiểu giới hạn của sự sống.
Khác với nhiều suối nhiệt dịch khác trên thế giới, màu sắc của Dallol không đến từ vi sinh vật hay tảo. Toàn bộ bảng màu vàng, cam, xanh lá, tím được tạo ra bởi các phản ứng hóa học vô cơ — chủ yếu là quá trình oxy hóa của các hợp chất sắt hòa tan trong dung dịch ở các trạng thái khác nhau. Màu sắc còn thay đổi theo từng ngày tùy theo hoạt động của suối.
Thang pH thông thường chạy từ 0 đến 14, trong đó pH 0 đã được xem là cực kỳ axit. pH âm có nghĩa là nồng độ ion hydro vượt quá ngưỡng định nghĩa thông thường của thang đo — đây là điều hiếm gặp trong tự nhiên. Các dung dịch ở Dallol có thể ăn mòn hầu hết vật liệu thông thường rất nhanh và gây bỏng nặng khi tiếp xúc da.
Đây vẫn là câu hỏi đang tranh luận trong giới khoa học. Năm 2019, một nhóm nghiên cứu Pháp-Tây Ban Nha công bố rằng các hồ đa cực đoan của Dallol không có sự sống do điều kiện quá khắc nghiệt. Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu khác báo cáo tìm thấy dấu hiệu của sự sống bên trong các suối nóng này. Hai bên vẫn chưa đạt được kết luận thống nhất.
Dallol được các nhà khoa học xem là “analog” trên Trái Đất gần nhất với điều kiện sao Hỏa trong quá khứ — khi sao Hỏa còn có nước, núi lửa hoạt động và hệ thống nhiệt dịch. Nghiên cứu xem sinh vật nào có thể (hoặc không thể) sống trong điều kiện Dallol giúp các nhà khoa học thu hẹp phạm vi tìm kiếm dấu hiệu sự sống trên sao Hỏa và các thiên thể khác trong hệ mặt trời.
