Thời gian sâu là ý tưởng rằng Trái Đất đã tồn tại lâu hơn sức tưởng tượng thông thường rất nhiều, không phải vài nghìn năm mà hàng tỷ năm. Ý tưởng này thành hình từ cuối thế kỷ mười tám khi nhà địa chất James Hutton đọc được lịch sử chậm rãi trong các lớp đá, và ngày nay giới khoa học ước tính tuổi Trái Đất vào khoảng bốn tỷ rưỡi năm.
Chào bạn, đây là Nhà Tư Tưởng. Hôm nay mình chèo thuyền cùng ba người đàn ông tới một mỏm đá ở bờ biển Scotland, nơi một người trong số họ về sau viết rằng đầu óc như choáng váng khi nhìn xuống vực thẳm của thời gian. Rồi mình đi tiếp tới cuộc tranh cãi về con số tuổi Trái Đất.
Trước Hutton, Trái Đất bao nhiêu tuổi?
Ở châu Âu thế kỷ mười bảy, nhiều học giả tính tuổi Trái Đất bằng cách cộng các thế hệ trong Kinh Thánh. Phép tính nổi tiếng nhất của một vị giám mục người Ireland là James Ussher cho ra kết quả Trái Đất được tạo ra khoảng bốn nghìn năm trước Công nguyên.
Trong khuôn khổ đó, mọi núi non, thung lũng phải hình thành nhanh, thường là bởi những biến cố lớn như đại hồng thuỷ. Mặt đất được hình dung như một sân khấu dựng xong trong ít ngày.
Không phải văn hoá nào cũng nghĩ về thời gian như vậy. Một số truyền thống ở Ấn Độ nói về những chu kỳ vũ trụ dài khủng khiếp. Nhưng ở châu Âu thời đó, con số vài nghìn năm là khung nghĩ thông thường.
Để vượt ra khỏi khung đó, cần một người chịu ngồi nhìn đá thật lâu.
Vách đá Siccar và vực thẳm thời gian
James Hutton là một người Scotland làm nông, từng học y, mê quan sát đất đá. Ông nhận ra những quá trình nhỏ đang diễn ra trước mắt mình, như mưa xói mòn, sông bồi đắp, bùn lắng xuống đáy biển, nếu đủ thời gian thì có thể tạo ra cả núi non.
Năm một nghìn bảy trăm tám mươi tám, ông cùng hai người bạn chèo thuyền tới mỏm Siccar trên bờ biển. Ở đó họ thấy những lớp đá dựng đứng bị bào mòn, rồi phía trên là những lớp đá nằm ngang phủ lên. Nghĩa là các lớp dưới đã được tạo ra, bị dựng lên, bị bào mòn, rồi các lớp trên mới lắng xuống.
Mỗi bước đó cần một khoảng thời gian rất dài. Người bạn đi cùng, John Playfair, về sau viết rằng đầu óc như choáng váng khi nhìn xa đến thế vào vực thẳm của thời gian.
Hutton tổng kết rằng trong các lớp đá, ông không thấy dấu vết của một khởi đầu, cũng không thấy viễn cảnh của một kết thúc. Câu ấy trở thành biểu tượng của ý tưởng thời gian sâu.
Lyell, Darwin và một cuốn sách trên tàu
Ý tưởng của Hutton được viết khá khó đọc nên lan chậm. Phải tới thế kỷ mười chín, nhà địa chất Charles Lyell viết bộ sách Nguyên lý địa chất học với văn phong mạch lạc, ý tưởng thời gian sâu mới đến được với nhiều người.
Một trong những người đọc Lyell kỹ nhất là chàng trai trẻ Charles Darwin. Ông mang tập đầu của bộ sách lên tàu Beagle trong chuyến đi vòng quanh thế giới. Nhìn các lớp đá, các bờ biển nâng lên sau động đất ở Nam Mỹ, ông thấy Lyell đúng.
Ý tưởng thời gian sâu chính là mảnh ghép mà thuyết tiến hoá cần. Những biến đổi nhỏ qua từng thế hệ chỉ có thể tạo ra sự đa dạng của sự sống nếu có đủ thời gian vô cùng dài.
Một ý tưởng trong địa chất mở đường cho một ý tưởng trong sinh học. Lịch sử ý tưởng đầy những cây cầu như vậy.
Cuộc tranh cãi về con số
Nhưng dài là bao lâu? Cuối thế kỷ mười chín, nhà vật lý lừng danh William Thomson, về sau gọi là Lord Kelvin, tính tuổi Trái Đất dựa trên tốc độ một quả cầu nóng nguội đi. Kết quả của ông chỉ vài chục triệu năm, quá ngắn với các nhà địa chất và với Darwin.
Kelvin là người có uy tín rất lớn, và phép tính của ông rất chặt chẽ dựa trên hiểu biết thời đó. Darwin thừa nhận đây là một trong những phản bác khiến ông lo nhất.
Điều Kelvin không thể biết là có một nguồn nhiệt bên trong Trái Đất mà chưa ai phát hiện: phóng xạ, được tìm ra ở cuối thế kỷ mười chín. Phóng xạ làm lòng đất nguội chậm hơn rất nhiều.
Trớ trêu thay, chính phóng xạ về sau lại trở thành chiếc đồng hồ để đo tuổi đá. Đo tốc độ phân rã của một số chất trong đá và thiên thạch, các nhà khoa học trong thế kỷ hai mươi đi tới con số khoảng bốn tỷ rưỡi năm.
Sống với thời gian sâu
Giờ mình nói sang bài học. Thời gian sâu khó hình dung đến mức người ta phải dùng ẩn dụ. Một cách phổ biến là nén toàn bộ lịch sử Trái Đất vào một ngày, thì loài người chỉ xuất hiện trong mấy giây cuối cùng trước nửa đêm.
Nếu bạn có dịp lên vùng cao nguyên đá ở cực bắc nước mình, nhìn những vách đá uốn nếp, những lớp đá vôi chồng lên nhau, bạn đang nhìn đúng loại bằng chứng mà Hutton từng nhìn. Mỗi lớp là một trang sách rất dày.
Ý tưởng này còn dạy một điều về cách nghĩ: những thay đổi nhỏ, đều đặn, cộng lại qua thời gian dài có thể tạo ra kết quả khổng lồ. Điều đó đúng với núi non, và đúng với thói quen của mỗi người.
Và câu chuyện Kelvin nhắc rằng một phép tính chặt chẽ vẫn có thể sai nếu thiếu một mảnh hiểu biết. Câu hỏi cho bạn: trong những kết luận chắc chắn nhất của mình, có thể còn thiếu mảnh nào chưa ai phát hiện?
Câu hỏi thường gặp
Trái Đất bao nhiêu tuổi?
Giới khoa học ước tính khoảng bốn tỷ rưỡi năm, dựa trên việc đo tuổi các loại đá cổ nhất và thiên thạch bằng phương pháp phóng xạ.
Vách đá Siccar ở đâu?
Đó là một mỏm đá trên bờ biển phía đông Scotland. Nơi đây nổi tiếng trong lịch sử địa chất vì là chỗ Hutton cùng bạn bè quan sát chỗ tiếp giáp giữa các lớp đá có tuổi rất khác nhau.
Vì sao Kelvin tính sai tuổi Trái Đất?
Vì ông không biết tới phóng xạ, một nguồn nhiệt bên trong Trái Đất làm nó nguội chậm hơn nhiều. Phép tính của ông chặt chẽ nhưng thiếu một dữ kiện chưa được phát hiện thời đó.
Thời gian sâu liên quan gì tới thuyết tiến hoá?
Thuyết tiến hoá cần rất nhiều thời gian để những biến đổi nhỏ tích luỹ thành khác biệt lớn giữa các loài. Ý tưởng Trái Đất già hàng triệu, hàng tỷ năm cung cấp chính khoảng thời gian đó.
Ở Việt Nam có thể xem dấu vết thời gian sâu ở đâu?
Những vùng núi đá vôi và cao nguyên đá ở miền Bắc, các hang động lớn ở miền Trung đều cho thấy các lớp đá, hoá thạch và quá trình bào mòn kéo dài hàng triệu năm. Đi cùng hướng dẫn viên hiểu địa chất sẽ thấy rõ hơn.
