Bí mật của cột sắt nghìn năm không gỉ ở Ấn Độ

Cột sắt không gỉ - lời thách thức khoa học

Trong các cuốn cẩm nang du lịch giới thiệu với du khách khi đến Ấn Độ, bên cạnh hàng loạt các danh lam thắng cảnh nổi tiếng, không thể thiếu một địa điểm đặc biệt, đó là cây cột sắt ở bang Delhi. Không chỉ thu hút những người hiếu kỳ, thân phận kỳ lạ của cây cột vô tri, vô giác này còn là lời thách đố cả những nhà khoa học từ hàng thế kỷ nay.

Sự trường tồn của cột thép là lời thách đố bao thế hệ nhà khoa học.

Nhìn bề ngoài, đó chỉ là một cây cột bằng sắt nguyên khối cao 6,3m tính từ mặt đất, phần đế chôn sâu 1m dưới đất. Đường kính của cột giảm dần từ 48cm ở chân cột còn 29cm khi lên đến đỉnh. Các hoa văn trên cột tuy khá tinh xảo, nhưng cũng không có gì đặc biệt.

Ở giữa cột là một đoạn văn tự viết bằng tiếng Phạn cổ, với nội dung ca ngợi một vị vua. Vậy điều gì khiến công trình "không có gì đặc biệt" này trở nên nổi tiếng khắp thế giới như thế? Bí mật nằm ở chỗ mặc dù được làm bằng sắt từ thời cổ đại nhưng qua hàng nghìn năm, nó không hề bị gỉ sét.

Theo các văn tự cổ đại của người Ấn Độ, cột sắt Delhi được tạo ra từ thế kỷ thứ IV dưới thời nhà vua Chandragupta II (từ năm 375 đến năm 413), nhằm tôn thờ các vị thần bảo hộ của người Hindu. Với thành phần chứa 98% sắt nguyên chất, trải qua hơn 1.600 năm dầm mưa dãi nắng, trên thân cột chưa hề xuất hiện một vết gỉ sét nào.

Điều này khiến giới khoa học hiện đại không khỏi kinh ngạc và tò mò về kỹ thuật luyện kim của người Ấn cổ đại. Bởi ngay cả với trình độ khoa học kỹ thuật hiện nay, việc tạo ra được sắt nguyên chất 100% cũng là điều hết sức khó khăn. Ngoại trừ một số mẫu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ra, thì ngay cả trong các công trình có yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về chất lượng, sắt sử dụng cũng vẫn chứa một hàm lượng tạp chất nhất định.

Đây chính là yếu tố gây ra hiện tượng gỉ sét của loại vật liệu này, dù tỷ lệ của chúng rất thấp, khoảng vài phần nghìn. Vậy tại sao chỉ với 98% sắt nguyên chất, mà cột sắt Delhi vẫn "trơ gan cùng tuế nguyệt" như vậy? Phải chăng người Ấn Độ cổ đại đã từng khám phá ra kỹ thuật chế tạo thép không gỉ - một vật liệu đang được người hiện đại sử dụng rộng rãi.

Hơn nữa, bản thân chiếc cột được chế tạo nguyên khối với trọng lượng ước tính khoảng 6,5 tấn này cũng là điều không thể giải thích được vào thời điểm nó ra đời. Một điều chắc chắn là kỹ thuật luyện kim và chế tác thời đó không thể giúp con người làm được điều này.

Nhiều người tin rằng, cây cột bí ẩn này là sản phẩm của một nền văn minh khác, do những người ngoài hành tinh mang đến Trái đất từ thời xa xưa. Một quan điểm khác lại khẳng định, cột sắt Delhi được các thế lực siêu nhiên, các vị thần bảo vệ khỏi sự tàn phá của thời gian... Chính những bí hiểm đó đã khiến cột sắt Delhi trở thành một trong những địa chỉ thu hút khách du lịch nhất Ấn Độ.

Từ đó mang lại cho bang này một khoản thu không nhỏ. Để bảo vệ "con gà đẻ trứng vàng" này, từ năm 1990, chính quyền địa phương nơi đây đã phải dựng hàng rào bằng sắt bao quanh, ngăn không cho du khách tiếp xúc trực tiếp với cây cột này. Từ đó đến nay, họ đã nhiều lần phải thay các hàng rào này do... gỉ sét, còn đối tượng được bảo vệ thì vẫn trơ trơ.

Công nghệ lạc hậu tạo nên kỳ tích phi thường

Song cuối cùng thì các chuyên gia của viện Công nghệ Ấn Độ IIT cũng đã giải mã được bí ẩn làm lên sự trường thọ của cây cột sắt Delhi. Quan sát qua kính hiển vi siêu nhỏ, họ phát hiện ra một lớp "áo khoác" cực mỏng bao phủ toàn bộ bề mặt cây cột này.

Lấy mẫu về nghiên cứu, thành phần của lớp vỏ ấy được xác định là một hợp chất của sắt, oxy và hidro. Chính hợp chất này đã ngăn cản không cho kim loại sắt của chiếc cột tiếp xúc với không khí. Nhờ đó, phản ứng ăn mòn do phản ứng hóa học không thể xảy ra, khiến cột sắt trở nên bất diệt.

Phân tích đồng vị phóng xạ cũng chỉ ra rằng, lớp bảo vệ này bắt đầu được hình thành khoảng ba năm sau khi cột sắt được chế tạo, tức tuổi thọ của chúng cũng tương đương với tuổi thọ của cây cột. Trong suốt hơn một thiên niên kỷ ấy, chúng liên tục dày lên qua từng năm với tốc độ rất chậm. Sau 1.600 năm, đến nay lớp vỏ này mới chỉ đạt độ dày khoảng 1/20 milimet.

Dòng văn tự cổ vẫn sắc nét như vừa được khắc, dù hàng nghìn năm đã trôi qua.

Nhưng nhờ đâu mà cây cột sắt này lại có được lớp vỏ bảo vệ quý giá như vậy? Công bố của một nhóm nghiên cứu đã khiến giới khoa học trên toàn thế giới phải bất ngờ: Chính công nghệ luyện kim lạc hậu thế kỷ thứ IV đã vô tình tạo ra hợp chất này. Tiến sĩ Balasubramanian - trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, nhóm của ông đã tìm thấy một hàm lượng chất phốt-pho cao bất thường trong mẫu sắt thu thập từ cây cột này.

Tỷ lệ phốt-pho phân tích được hơn 1%, cao hơn rất nhiều so với tỷ lệ phốt-pho trong các loại sắt hiện đại ngày nay, vốn chỉ dưới 0,05%. Chính hàm lượng phốt-pho cao này đã đóng vai trò như chất xúc tác, thúc đẩy các phản ứng tạo nên chất bảo vệ nói trên.

Đây là một thành tựu vô tình mà có được, xuất phát từ kỹ thuật luyện kim còn rất thô sơ thời bấy giờ. Người Ấn Độ cổ đại đã trộn than đá với quặng sắt để rút ngắn thời gian nung luyện. Với cách làm này, chất phốt-pho có trong quặng sắt sẽ không thể bị tách hết được và nằm lại trong sắt thành phẩm.

Trong khi đó, với công nghệ luyện sắt hiện đại bằng lò cao, có thể khử được hàm lượng phốt-pho xuống rất thấp. Chính sự tinh khiết do công nghệ hiện đại tạo ra đã khiến sắt thời nay không thể có được sự trường tồn như cột thép Delhi.

Phát hiện của các nhà khoa học này càng được củng cố hơn khi người ta tìm thấy một số vũ khí như gươm, mũi tên, dao kiếm... ở Ấn Độ có cùng niên đại với cột thép Delhi và hầu như chúng cũng không bị gỉ sét. Điều này khẳng định rằng, chính kỹ thuật luyện kim lạc hậu thuở sơ khai đã làm nên kiệt tác quý giá bất ngờ cho hậu thế sau này, khiến chúng trường tồn mãi với thời gian. Bức màn bí ẩn bấy lâu đã được các nhà khoa học vén lên.

Trong khi giới học thuật thở phào vì đã giải được bài toán hóc búa từ nhiều thế kỷ nay, thì có lẽ các lãnh đạo bang Delhi sẽ không vui. Bởi sự bí hiểm đến huyền ảo của cây cột thép đã bị bóc mẽ, không biết rằng liệu còn có nhiều du khách muốn đến ngắm một vật vô tri vô giác như vậy nữa không.

An Mai (Theo TribuneIndia)