Bí ẩn 'kỳ quan' tinh thể khổng lồ nằm sâu 300 mét dưới lòng đất nước Mexico

Tháng 4/2000, các thợ mỏ tại mỏ chì, kẽm và bạc Naica ở độ sâu khoảng 300 m dưới sa mạc Chihuahuan thuộc Mexico đã vô tình khoan thủng lớp đá cứng để tiến vào một khoang ngầm lớn. 

Bên trong khoang ngầm này là những khối tinh thể trong suốt to như thân cây đâm ra từ mọi góc độ, trong đó khối dài nhất vượt qua cả chiều dài của một chiếc xe bus đô thị. Theo các nghiên cứu công bố trên tạp chí ACS Central Science và báo cáo từ National Geographic, đây là nơi lưu giữ những tinh thể tự nhiên lớn nhất từng được tìm thấy trên Trái Đất.

Kỳ quan mất 1 triệu năm để thành hình

Về mặt hóa học, những chùm tinh thể này thực chất là thạch cao dạng selenite, một loại khoáng chất canxi sunfat ngậm nước rất phổ biến trong đời sống. Tuy nhiên, điều khiến chúng trở nên khác thường chính là kích thước đồ sộ, với khối lớn nhất được ghi nhận đạt chiều dài 11,4 m và dày khoảng 1 m, nằm trong một khoang hình móng ngựa kéo dài tới 109 m.

Bên trong khoang trống tại mỏ Naica là những khối tinh thể trong suốt to như thân cây đâm ra từ mọi góc độ. Ảnh: Alexander Van Driessche

Bí ẩn về việc tại sao lượng khoáng chất dồi dào trong nước không tạo ra vô số tinh thể nhỏ mà lại tập trung nuôi dưỡng các khối khổng lồ đã được làm rõ qua phân tích mẫu lưu chất bên trong chúng. 

Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Geology năm 2007, nhà nghiên cứu Juan Manuel García-Ruiz cùng các cộng sự tại Đại học Granada (Tây Ban Nha) cho biết các tinh thể phát triển từ nguồn nước có độ mặn thấp ở nhiệt độ xấp xỉ 54 độ C. 

Ở nhiệt độ trên 58 độ C, canxi sunfat tồn tại ổn định dưới dạng anhydrite khô, nhưng khi nhiệt độ giảm xuống ngay dưới ngưỡng này, anhydrite sẽ tan chậm và kết tủa lại thành thạch cao. Quá trình tự nuôi dưỡng này diễn ra suốt hàng trăm nghìn năm, liên tục bồi đắp cho các chùm tinh thể đã có sẵn thay vì hình thành các mầm tinh thể mới.

Sơ đồ lát cắt mô phỏng vị trí của các hang tinh thể bên dưới mỏ Naica. Nguồn: Đại học Barcelona

Điểm đặc biệt khác là tốc độ phát triển của những khối tinh thể này được đánh giá là chậm nhất từng được ghi nhận trong tự nhiên lẫn phòng thí nghiệm. 

Nghiên cứu được công bố năm 2011 trên Tạp chí của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ, do nhà khoa học địa chất Alexander Van Driessche chủ trì, cho thấy bề dày của tinh thể chỉ tăng thêm khoảng bằng đường kính 1 sợi tóc người sau mỗi 100 năm. 

Như vậy, để đạt tới chiều rộng 1 m, các khối tinh thể này đã phải trải qua quá trình lớn lên liên tục dưới nước trong gần 1 triệu năm.

Để đạt tới chiều rộng 1 m, các khối tinh thể này đã phải trải qua quá trình lớn lên liên tục dưới nước trong gần 1 triệu năm. Ảnh: Geologyin

Nơi các vi sinh vật "an giấc nghìn thu"

Con người chỉ có cơ hội chiêm ngưỡng kỳ quan này nhờ vào hoạt động khai thác mỏ. Từ năm 1975, công ty Peñoles đã liên tục bơm hút nước ngầm khỏi ngọn núi với tốc độ tương đương việc làm cạn một bể bơi Olympic sau mỗi 40 phút, khiến mực nước hạ xuống và làm khô ráo khoang ngầm trước khi thợ mỏ khoan trúng vào năm 2000. 

Dù vậy, điều kiện bên trong hang vẫn vô cùng khắc nghiệt, với nhiệt độ không khí tiệm cận 50 độ C và độ ẩm trên 90%, khiến mồ hôi cơ thể không thể bay hơi để làm mát. 

Các nhà khoa học như bà Penelope Boston, Giám đốc Viện Sinh học vũ trụ của Cơ quan Hàng không & Vũ trụ Mỹ (NASA), khi vào khảo sát phải mặc áo trang bị đá khô và chỉ được phép ở lại tối đa 30 phút để bảo đảm an toàn tính mạng.

Điều kiện bên trong hang vẫn vô cùng khắc nghiệt, với nhiệt độ không khí tiệm cận 50 độ C và độ ẩm trên 90%. Ảnh: Geologyin

Không chỉ mang giá trị về địa chất, hang tinh thể này còn cất giữ những bí mật về sự sống cổ xưa. Các bọt nước nhỏ bị mắc kẹt bên trong tinh thể đã bảo tồn nhiều loài vi sinh vật ưa nhiệt sống nhờ năng lượng khoáng chất thay vì ánh sáng Mặt Trời. 

Tại hội nghị năm 2017 của Hiệp hội Tiến bộ Khoa học Mỹ, bà Penelope Boston thông báo đã nuôi cấy thành công khoảng 40 chủng vi khuẩn lấy từ các lỗ khoan bên trong tinh thể, vốn ở trạng thái ngủ đông từ 10.000 đến 50.000 năm và có cấu trúc di truyền hoàn toàn khác biệt với các dữ liệu hiện có. 

Dù phát hiện này vẫn nhận phải một số nghi vấn về nguy cơ nhiễm khuẩn từ bề mặt, nó vẫn mở ra những góc nhìn mới về khả năng tồn tại của sự sống trong điều kiện cực đoan.

Không chỉ mang giá trị về địa chất, hang tinh thể này còn cất giữ những bí mật về sự sống cổ xưa. Ảnh: Đại học bang Pennsylvania

Đến nay, số phận của kỳ quan nằm sâu trong lòng đất này đang rơi vào tình trạng bí ẩn. Tháng 1/2015, nước ngầm bất ngờ dâng cao trở lại tại một khu vực lớn của mỏ Naica. Sau 9 tháng nỗ lực bơm hút thất bại, công ty Peñoles đã quyết định đình chỉ hoạt động ở mỏ này vô thời hạn từ ngày 13/10/2015. 

Một đánh giá được đăng trên tạp chí Minerals năm 2021 chỉ ra rằng việc hang bị ngập nước hoàn toàn thực chất lại là kịch bản tốt nhất để bảo vệ bề mặt tinh thể khỏi nguy cơ bị hủy hoại do mất nước khi tiếp xúc với không khí khô. 

Tuy nhiên, do lối tiếp cận đã bị chia cắt từ năm 2015, hiện chưa ai có thể xuống lại độ sâu 300 m để xác nhận xem các chùm tinh thể khổng lồ đang tiếp tục lớn lên dưới làn nước khoáng ấm hay đang đứng khô ráo và dần bị bào mòn bề mặt.