Điều khó hiểu về trụ sắt để ngoài trời suốt nghìn năm nhưng không bị gỉ sét

Khu phức hợp nhà thờ Hồi giáo Quwwat-ul-Islam ở thành phố New Delhi là nơi đang sở hữu một kỳ quan cổ đại bằng kim loại. Đó là cột trụ sắt với niên đại hơn 1.600 năm đặt ngoài trời nhưng đến nay vẫn không có dấu hiệu bị gỉ sét.

Cột sắt có tên gọi Qutub Minarr, được ví như di tích cổ đại, cao 7,21m, đường kính 41cm và nặng khoảng 6 tấn. Tài liệu cổ để lại cho thấy, trụ sắt có thể đã xuất hiện dưới thời trị vì của Chandragupta II, một trong những Hoàng đế hùng mạnh nhất của Đế chế Gupta. Những dòng chữ lưu lại trên thân cột cho thấy người ta tạo ra nó để ca tụng các vị thần của đạo Hindu và vua Chandragupta II.  

Dù nằm lộ thiên, nhưng đến nay hầu như trụ sắt này không có dấu hiệu gỉ sét. Suốt nhiều thập kỷ, các chuyên gia nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới đã suy đoán về đặc tính bất thường này.

Có thời điểm, nhiều người tin rằng, cột trụ được làm từ thứ kim loại bí ẩn nào đó không thuộc về trái đất. Mãi cho tới năm 2003, bí ẩn mới dần được hé lộ.

Sau khi phân tích thành phần cấu tạo, các chuyên gia phát hiện bên trong cột sắt chứa hàm lượng sắt đến gần 99%, được pha trộn bởi loại hợp kim với tỷ lệ đặc biệt và phức tạp. Điều này cho thấy kỹ thuật luyện kim của nền văn minh Ấn Độ cổ đại có trình độ tiên tiến không kém gì hiện tại.

Tuy nhiên, dù đã dùng nhiều phương pháp kỹ thuật khác nhau, nhóm chuyên gia chưa thể đo chính xác niên đại hình thành cột sắt. Chỉ thông qua bề mặt đặc thù của nó để suy đoán công trình được đúc cách đây ít nhất 1.600 năm hoặc sớm hơn. Ở thời điểm đó, nền văn minh cổ đại đã đạt trình độ công nghệ luyện kim cao siêu đến vậy? Tới nay vẫn chưa có lời giải thích thỏa đáng nào.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học Ấn Độ đã tiến hành nghiên cứu bản khắc bằng tiếng Phạn lưu lại trên phần giữa cột sắt và đưa ra kết luận, đây là sản phẩm của nền văn minh tiền sử còn lưu lại tới ngày nay.

R Balasubramanian, đồng tác giả của nghiên cứu, gọi công trình là "bằng chứng sống cho thấy kỹ năng của các nhà luyện kim Ấn Độ cổ đại".

Vậy điều gì khiến cột trụ dù đặt ngoài trời mà không gỉ sét?

Các chuyên gia đến từ viện Công nghệ Ấn Độ IIT đã giải mã bí ẩn làm nên "sự trường thọ" của công trình. Qua phân tích, họ phát hiện thấy "lớp áo" cực mỏng bao phủ toàn bộ bề mặt trụ sắt.  

Thành phần lớp vỏ được xác định là hợp chất của sắt, oxy và chất khác. Hợp chất này ngăn không cho kim loại sắt của cột tiếp xúc trực tiếp với không khí. Qua đó, phản ứng ăn mòn không thể xảy ra, khiến công trình vẫn trụ vững.

Quá trình phân tích đồng vị phóng xạ còn cho thấy, "lớp áo" bảo vệ được hình thành khoảng 3 năm sau khi cột sắt được hình thành. Hay nói cách khác, tuổi thọ của chúng cũng tương đương với nhau.

Vậy tại sao cột sắt lại có phần bảo vệ quý giá như vậy? Tiến sĩ Balasubramanian, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, họ tìm thấy hàm lượng phốt pho cao bất thường trong mẫu sắt thu thập từ cây cột. Chính công nghệ luyện kim vào thế kỷ thứ IV đã vô tình tạo ra hợp chất này.

Tỷ lệ phốt pho phân tích cho thấy chiếm hơn 1%, cao hơn rất nhiều so với tỷ lệ phốt pho trong các loại sắt hiện đại ngày nay. Điều này khiến hàm lượng phốt pho đóng vai trò như chất xúc tác, tạo ra sự bảo vệ. Từ kết quả phân tích cho thấy, thành tựu này xuất phát từ kỹ thuật luyện kim còn thô sơ thời bấy giờ.