Bí mật ẩn giấu dưới vùng nước ngầm ở cao nguyên Colorado

Dựa trên những mẫu vật lấy từ lòng đất bên dưới cao nguyên Colorado, Mỹ, các nhà khoa học nhận thấy tàn tích của các vùng biển cổ đại vốn là nền tảng của nhiều hệ thống nước ngầm không hoàn toàn tách biệt với thế giới bên trên.

Khi tiến hành nghiên cứu để xác định niên đại của lưu vực Paradox, vùng đất lòng chảo nằm giữa Colorado và Utah, các nhà khoa học phát hiện ra rằng nước "trẻ" đã ngấm xuống sâu tới 3 km.

Rất có khả năng nước ngầm trong sạch ở đây chính là nước mưa, tuyết tan hoặc các tầng chứa nước tự nhiên mới hình thành cách đây 400.000 năm đến 1,1 triệu năm.

Mặc dù so với cách tính thời gian của chúng ta thì quãng thời gian đó được coi là lâu lắm rồi, nhưng so với thời gian mà dấu tích nước biển còn lại ở đáy lưu vực Paradox qua vài trăm triệu năm thì thời gian đó vẫn còn vô cùng ngắn ngủi.

Vậy làm thế nào mà một lượng nước ngọt lớn như vậy có thể thấm xuống sâu và nhanh như vậy? Nhà địa chất học Grant Ferguson ở Trường đại học Saskatchewan, Canada, cho biết sâu dưới lòng đất, mọi thứ chuyển động nhanh hơn nhiều so với chúng ta tưởng.

Những phát hiện bất ngờ của nhóm nghiên cứu được dựa trên một phương pháp xác định niên đại đồng vị đặc biệt có khả năng tìm hiểu những khoảng thời gian lớn hơn nhiều so với xác định niên đại bằng carbon phóng xạ.

Đồng vị được sử dụng ở đây là phóng xạ krypton 81 và nó mất nhiều thời gian để phân rã hơn so với carbon. Chu kỳ bán rã của nó rất hữu ích trong việc ước tính tuổi của nguồn nước đến 1,2 triệu năm.

Khi áp dụng kỹ thuật này để làm thí nghiệm với các mẫu khí lấy từ độ sâu 500m đến 2,7 km, các nhà nghiên cứu nhận thấy có sự xuất hiện của nước mặt. Cụ thể là vùng nước sâu nhất có chứa thành phần nước trẻ và chính nước trẻ đã làm loãng một phần nước già hơn và mặn hơn. Điều này rất khó xảy ra ở các hệ thống nước ngầm khác, nhưng do địa hình đặc biệt ở lưu vực Paradox nên nước mặt có thể dễ dàng thấm xuống tầng đất sâu.

Nhóm nghiên cứu giải thích rằng khoảng 10 triệu năm trước, cao nguyên Colorado đã trải qua một thời kỳ xói mòn diện rộng ở bên dưới đáy sông. Các đường nứt đã trở thành những tuyến thoát nước đưa nước sông thâm nhập xuống lòng đất bên dưới vốn có độ mặn cao là tàn tích cổ xưa nằm trong các tầng chứa nước xen lẫn các mỏ muối ở trung tâm của hệ thống nước ngầm.

Các nhà nghiên cứu cho rằng Mỹ cần thận trọng hơn khi xử lý các hệ thống nước ngầm ở đây bởi vì nếu lưu vực Paradox dễ dàng bị xáo trộn như vậy thì bất kỳ chất ô nhiễm nào từ các bể tự hoại, bãi chôn lấp rác hoặc từ đất nông nghiệp đều có thể xâm nhập đến tầng nước ngầm rất nhanh.

Hiện tại, hơn 1/3 diện tích và gần như toàn bộ nông dân nước Mỹ sử dụng nước ngầm làm nước ăn. Nước ngầm được khai thác từ các giếng khoan và nước ngầm cũng tự nhiên thấm ngược trở lại các sông, hồ trên bề mặt.

Nếu khai thác quá nhanh các nguồn nước ngầm thì cần có thời gian dài để các nguồn này được nạp lại. Tương tự như vậy, nếu các chất ô nhiễm ngấm vào nguồn nước thì cũng mất rất nhiều thời gian để chúng được pha loãng và giảm nồng độ, trong khi ô nhiễm vốn đã là một vấn đề nổi cộm. Một nghiên cứu năm 2015 cho biết 1/5 mẫu nước ngầm ở Mỹ có chứa chất gây ô nhiễm do con người hoặc do địa chất gây ra.

Nhà nghiên cứu Ferguson cho rằng cần quan tâm đúng mức hơn đến việc chúng ta sử dụng tài nguyên dưới lòng đất, không chỉ nước mà cả dầu, khí và bể carbon, bởi chắc chắn việc này sẽ ảnh hưởng đến tương lai. Từ trước đến nay, chúng ta chưa thực sự nhìn nhận kỹ càng các hệ thống ngầm này như khả năng chúng ta có thể hoặc nên nhìn nhận.