Hồ nước mặn nhất thế giới, nhiệt độ xuống -50 độ C vẫn không đóng băng, mặn gấp 1,3 lần Biển Chết, 13 lần đại dương

Hồ nước mặn nhất thế giới

Hồ Don Juan nằm tại Thung lũng Wright, thuộc hệ thống các thung lũng khô McMurdo ở vùng Victoria Land, Nam Cực. Khu vực này nằm về phía tây vịnh McMurdo, giữa dãy Olympus ở phía bắc và dãy Asgard ở phía nam.

Cụ thể, hồ nằm ở thượng nguồn nhánh South Fork của thung lũng Wright, dưới chân một ngọn đồi trơ trụi có tên Dais. Xung quanh hồ là những sườn dốc đá granit và dolerit dựng đứng. Phía tây hồ tiếp giáp phần cuối của một sông băng đá, bắt nguồn từ khu vực cao nguyên bị xói mòn có tên Labyrinth. Phía đông là vùng thung lũng South Fork với nhiều sỏi đá và các rãnh nước nhỏ.

Hồ Don Juan được phát hiện ngày 11/10/1961 trong một chuyến bay trinh sát bằng trực thăng của Hải quân Mỹ tại Nam Cực. Khi đó, giữa nền nhiệt không khí khoảng -24 độ C, việc xuất hiện một vùng nước vẫn ở trạng thái lỏng đã khiến các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý.

Sau phát hiện này, một nhóm thuộc Chương trình Nghiên cứu Nam Cực của Mỹ đã nhiều lần tới khảo sát hồ trong những tháng tiếp theo. Tên gọi Don Juan được đặt để vinh danh hai phi công trực thăng đã hỗ trợ hoạt động nghiên cứu thực địa: Donald Rue và John Hickey.

Hồ Don Juan có kích thước rất nhỏ so với các hồ thông thường. Theo các nghiên cứu, hồ dài khoảng 300 m, rộng khoảng 100 m và chỉ sâu trung bình khoảng 10 cm. Tuy nhiên, do nằm trong môi trường khắc nghiệt của Thung lũng khô McMurdo, diện tích và thể tích hồ thay đổi mạnh theo thời gian; có giai đoạn hồ gần như cạn khô, chỉ còn nước ở một số vùng trũng nhỏ.

Với hàm lượng muối trung bình khoảng 40%, hồ Don Juan thường được nhắc đến như một trong những hồ mặn nhất thế giới.

Theo giáo sư U.T.Hammer, tác giả quyển sách Hệ sinh thái các hồ nước mặn trên thế giới cũng đã nêu hồ Don Juan là hồ nước mặn nhất thế giới. Theo giáo sư này, hồ Don Juan có độ mặn có thể lên tới 47,4%, gấp 1,3 lần so với Biển Chết và 13,5 lần so với đại dương.

Tuy nhiên, danh hiệu này vẫn còn gây tranh luận. Một số hồ muối ở châu Phi như hồ Gaet’ale ở Ethiopia hay hồ Retba ở Senegal cũng có độ mặn xấp xỉ 40%. Trong khi đó, tại Nam Cực, hồ Vanda - hồ sâu nhất châu lục này nằm trong lưu vực sông Onyx cũng có độ mặn rất cao, khoảng 35%.

Vì sao hồ Don Juan không thể đóng băng dù nhiệt độ -50 độ C?

Nói đến nguyên nhân vì sao hồ Don Juan không thể đóng băng dù nhiệt độ -50 độ C, trước hết phải nhắc đến vị trí của nó.

Các thung lũng khô McMurdo là một trong những vùng sa mạc lạnh khắc nghiệt nhất thế giới. Lượng mưa trung bình hằng năm tại đây chỉ ở mức rất thấp, chủ yếu dưới dạng tuyết rơi thưa thớt. Có những giai đoạn khu vực này gần như không có mưa trong nhiều năm.

Trong điều kiện khô hạn cực đoan đó, nước trong hồ Don Juan bị bốc hơi mạnh, khiến lượng muối còn lại ngày càng cô đặc. Đây là nguyên nhân chính làm cho hồ có độ mặn đặc biệt cao.

Chính độ mặn lớn cũng giúp nước hồ Don Juan không bị đóng băng, dù khu vực nhánh phía nam của thung lũng Wright có thể ghi nhận nhiệt độ mùa đông xuống tới khoảng -50 độ C.

Không chỉ có độ mặn rất cao, nước trong hồ Don Juan còn đặc biệt ở thành phần hóa học. Khoảng 90-95% lượng muối trong hồ là canxi clorua. Từ loại nước muối này, các nhà khoa học từng phát hiện một số khoáng chất kết tủa, trong đó có antarcticite – khoáng chất được mô tả lần đầu tiên tại hồ Don Juan chỉ vài năm sau khi hồ được phát hiện.

Nguồn gốc của dòng nước mặn chảy vào hồ Don Juan đến nay vẫn là vấn đề được giới khoa học quan tâm. Tranh luận chủ yếu xoay quanh câu hỏi: Nước mặn trong hồ đến từ nguồn nước ngầm nông hay từ các mạch nước ngầm sâu bên dưới?

Một số nhà nghiên cứu cho rằng các vệt màu sẫm chạy dọc theo sườn dốc phía trên hồ là dấu hiệu cho thấy nước mặn từ tầng nước nông, nằm trên lớp băng vĩnh cửu, đã chảy xuống và bổ sung cho hồ. Tuy nhiên, một nghiên cứu công bố năm 2017 lại đưa ra giả thuyết khác: Thành phần hóa học của nước hồ Don Juan chỉ có thể hình thành từ nguồn nước ngầm sâu. Theo giả thuyết này, hiện tượng nước ngầm trồi lên có thể khiến nước trong hồ được thay mới sau khoảng sáu tháng.

Các nhà khoa học cũng đặt ra khả năng nguồn nước ngầm sâu này là một tầng chứa nước mặn, có thể trải rộng trên một khu vực lớn của Thung lũng Wright. Tầng nước này nhiều khả năng liên quan đến cấu trúc địa chất gọi là đá dolerit Ferrar.

Jonathan Toner - nhà hóa học địa chất tại Đại học Washington cho biết hiếm khi tự nhiên tạo ra được dung dịch nước tinh khiết đến vậy. Từ góc độ hóa học, ông nói với Live Science: "Nó giống như bước vào một căn phòng và nhìn thấy một con voi màu hồng vậy." Ông Toner cho biết, tất cả lượng muối đó làm cho nước đặc hơn và nhớt hơn so với nước chảy ra từ vòi hoặc nước vỗ trên bãi biển, khiến nó có độ sệt như siro loãng.

Có môi trường giống sao Hoả

Với các nhà sinh vật học vũ trụ, điều khiến hồ Don Juan đặc biệt hấp dẫn là khả năng môi trường nước mặn cực đoan tại đây vẫn có thể tồn tại sự sống vi sinh vật. Nếu các dạng sống nhỏ bé có thể sinh tồn trong điều kiện khắc nghiệt như vậy, điều này sẽ góp phần củng cố giả thuyết rằng sự sống có thể đang tồn tại, hoặc từng tồn tại, tại những khu vực siêu mặn trên sao Hỏa.

Theo các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Brown, chắc chắn có sự sống ở khu vực xung quanh hồ Don Juan. Một số dấu hiệu cũng cho thấy có thể tồn tại hoạt động sinh học ngay trong hồ. Tuy nhiên, ông lưu ý rằng các dấu hiệu này vẫn có khả năng được giải thích bằng những quá trình phi sinh học, tức là không liên quan trực tiếp đến sự sống.

Điểm đáng chú ý là sao Hỏa có rất nhiều muối và trong quá khứ từng có lượng nước đáng kể. Vì vậy, hồ Don Juan được xem như một “phòng thí nghiệm tự nhiên” trên Trái Đất, giúp các nhà khoa học hình dung rõ hơn về khả năng tồn tại sự sống trong các môi trường khắc nghiệt ngoài hành tinh.

Chính vì vậy, từ lâu các nhà khoa học đã lập luận rằng hồ Don Juan là địa điểm lý tưởng nhất để mô phỏng các điều kiện mà sự sống có thể tồn tại trên sao Hỏa, do các điều kiện khắc nghiệt như lạnh giá, khô hạn, độ mặn cao và bức xạ tia cực tím cực mạnh.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng khi độ ẩm trong không khí tăng cao, muối trên bề mặt gần hồ Don Juan có thể hút hơi nước từ không khí. Quá trình này được gọi là hiện tượng hút ẩm. Sau đó, lượng muối đã ngậm nước sẽ thấm dần xuống lớp đất tơi xốp bên dưới cho đến khi gặp tầng băng vĩnh cửu. Tại đây, chúng tích tụ lại và chỉ thỉnh thoảng bị cuốn trôi xuống các rãnh chảy rồi đổ vào hồ khi có tuyết tan.

Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng, bởi nó cho thấy những vùng nước siêu mặn tương tự hoàn toàn có thể hình thành trong điều kiện khắc nghiệt như trên sao Hỏa.

Theo các nhà khoa học, hình ảnh các vệt nước gần hồ Don Juan có nhiều điểm giống với những đặc điểm từng được ghi nhận trên sao Hỏa, gọi là “các đường dốc lặp lại”.

Trên bề mặt sao Hỏa, chúng xuất hiện như những vệt tối chạy dọc theo sườn dốc hoặc vách đá. Các vệt này thường xuất hiện lặp lại tại cùng một vị trí vào cùng một thời điểm trong năm, vì vậy được gọi là “đường dốc lặp lại”.

Một số nhà khoa học cho rằng những vệt tối này có thể là dấu hiệu của dòng nước mặn đang chảy. Nếu đúng, đây sẽ là một trong những bằng chứng đáng chú ý nhất cho thấy hiện nay trên sao Hỏa vẫn có thể tồn tại nước ở dạng lỏng, dù chỉ trong những điều kiện rất đặc biệt.

Ngoài ra, các loại muối chứa clorua cũng đã được phát hiện trên sao Hỏa. Những loại muối này có khả năng làm tan băng hoặc hút ẩm theo cách tương tự như hiện tượng diễn ra tại hồ Don Juan ở Nam Cực.

Điều quan trọng là quá trình này không cần đến nguồn nước ngầm, đây là vấn đề mà hiện nay giới khoa học cho rằng có thể không còn tồn tại trên sao Hỏa.

Nguồn: NASA, Live Science, Amusing Planet

×