Cuối những năm 1940, một sinh viên tốt nghiệp Đại học Chicago tên là Clair Patterson vận dụng một phương pháp mới đo lường chất đồng vị than chì nhằm cố xác định độ tuổi cụ thể của trái đất. Chẳng may mọi vật mẫu của anh ta đều bị nhiễm bẩn. Hầu hết đều chứa mức độ than chì cao hơn mong đợi đến hai trăm lần. Nhiều năm trôi qua trước khi Patterson khám phá được lý do của việc này có liên quan mật thiết với nhà phát minh đáng tiếc Thomas Midgley.
Nguyên Midgley là một kỹ sư, và thế giới này lẽ ra đã là một nơi an toàn nếu ông mãi mãi là một kỹ sư. Thay vì thế, ông lại quan tâm nhiều đến việc ứng dụng hóa học vào công nghiệp. Năm 1921, trong khi làm việc cho tập đoàn General Motors Research Corporation tại Dayton, Ohio, ông khám phá được một hợp chất được gọi là chì tetraethyl, và rằng nó có thể giúp giảm thiểu đáng kể độ rung của động cơ (sự rơ máy móc).
Dù chì nổi tiếng là chất nguy hại, vào những năm đầu thế kỷ hai mươi nó xuất hiện trong hầu hết các sản phẩm tiêu thụ. Thức ăn được đóng hộp trong những lon thiếc được hàn bằng chì. Nước thường được chứa trong các bồn được hàn bằng chì. Chì được phun lên trái cây để trừ sâu. Thậm chí chì cũng là một phần của tuýp kem chải răng. Dường như không có sản phẩm nào không hàm chứa chì. Tuy nhiên, không gì chứa nhiều chì bằng dầu hỏa.
Chì là độc tố thần kinh. Khi tiêu thụ quá nhiều chì, hệ thần kinh của bạn có thể bị tác hại nghiêm trọng. Các triệu chứng khi tiếp xúc quá nhiều với chì gồm có mù mắt, mất ngủ, suy thận, giảm thính giác, ung thư, tê liệt, và co giật. Thậm chí chì có thể gây ảo giác, hôn mê, và tử vong.
Mặt khác, chì là chất dễ khai thác và đem lại nhiều ích lợi cho công nghiệp – và chì tetraethyl thực sự có thể giúp giảm thiểu độ rơ của máy móc. Thế nên vào năm 1923 ba tập đoàn lớn nhất của Hoa Kỳ, General Motors, Du Pont, và Standard Oil, đã thành lập một xí nghiệp chung được gọi là Ethyl Gasoline Corporation (về sau được rút gọn thành Ethyl Corporation) với mục tiêu khai thác chì tetraethyl để cung cấp cho nhu cầu của thế giới.
Gần như ngay lập tức các công nhân sản xuất bắt đầu thể hiện dáng đi lảo đảo và những phản ứng bất thường cho thấy sự ngộ độc chì. Cũng gần như ngay lập tức, xí nghiệp Ethyl Corporation thảo ra một chính sách mới nhằm trấn an mọi người đồng thời kiên quyết duy trì hoạt động suốt nhiều thập niên sau đó. Theo những gì Sharon Bertsch McGrayne viết trong cuốn sách lịch sử hóa học công nghiệp của mình, cuốn Prometheans in the Lab, khi các công nhân tại một nhà máy nọ mắc triệu chứng ảo giác, người phát ngôn của xí nghiệp đã nói bằng giọng ôn hòa với các phóng viên rằng: “Có lẽ họ mệt mỏi do làm việc quá siêng năng”. Tổng cộng ít nhất mười lăm công nhân đã thiệt mạng vào những ngày đầu sản xuất xăng dầu tẩm chì, và vô số các công nhân khác ngã bệnh, thường là bệnh nghiêm trọng; chúng ta không thể xác định được con số các công nhân chịu tác hại do rò rỉ xăng dầu và ngộ độc vì xí nghiệp này luôn tìm cách bưng bít thông tin trước báo chí. Tuy nhiên, đôi khi việc bưng bít thông tin là điều không thể, đáng ghi nhận là vào năm 1924 chỉ trong vài ngày đã có năm công nhân sản xuất thiệt mạng và ba mươi lăm công nhân khác bị tàn phê vĩnh viễn do ngạt khí.
Khi lời đồn đãi xoay quanh sự nguy hiểm của sản phẩm mới này gia tăng, người phát minh ra chì tetraethyl, Thomas Midgley, quyết định giao một bản thuyết trình cho các phóng viên nhằm trấn an sự lo lắng của họ. Khi ông nói đến cam kết của xí nghiệp về sự an toàn, ông tưới chì tetraethyl lên hai bàn tay mình, sau đó đưa một chiếc cốc chứa đầy chì tetraethyl lên sát mũi trong sáu mươi giây đồng hồ, khẳng định rằng ông có thể thực hiện việc này hàng ngày mà không hề chịu bất kỳ tác hại nào. Thực ra, Midgley biết rõ về sự độc hại của chì: trước đó chính ông đã ngã bệnh nghiêm trọng do tiếp xúc quá nhiều với chì, và lúc này, ngoại trừ khi cam đoan với các nhà báo, ông không bao giờ tiếp xúc với nó.
Phấn chấn bởi thành công về xăng dầu tẩm chì, lúc này Midgley tập trung vào một vấn đề kỹ thuật khác. Tủ lạnh vào những năm 1920 thường rất nguy hiểm vì chúng sử dụng một loại khí độc hại đôi khi bị rò rỉ. Một vụ rò rỉ tủ lạnh tại một bệnh viện ở Cleveland, Ohio, năm 1929, đã giết chết hơn một trăm người. Midgley bắt tay vào việc tạo ra một loại khí ổn định hơn, không gây cháy, không mài mòn kim loại, và an toàn cho việc hô hấp. Với tài năng bẩm sinh, ông phát minh ra chlorofluorocarbons, hay còn gọi là CFCs.
CFCs được sản xuất lần đầu vào những năm 1930 và được ứng dụng trong mọi việc, từ máy điều hòa xe hơi cho đến chất khử mùi cơ thể trước khi người ta biết được, sau nửa thế kỷ, rằng chúng phá hủy tầng Ozon của bầu khí quyển, về sau bạn sẽ hiểu được rằng đây không phải là điều tốt.
Ozon là một hình thức của oxy, mỗi phân tử của nó chứa ba nguyên tử oxy thay vì hai. Sự kỳ quặc của nó là: ở mặt đất nó là chất gây ô nhiễm, trong khi ở tầng bình lưu nó lại rất có ích, vì nó ngăn được sự bức xạ của tia cực tím. Tuy nhiên, Ozon có lợi không xuất hiện nhiều. Nếu được trải đều ở tầng bình lưu, nó chỉ là lớp đệm dày khoảng một phần tám inch. Thế nên nó rất dễ bị phá vỡ, và nguy cơ này sẽ nhanh chóng trở thành thảm kịch.
CFCs cũng không tồn tại nhiều – chúng chỉ chiếm một phần tỷ bầu khí quyển, nhưng chúng lại vô cùng nguy hại. Một pound (0,454kg) CFCs có thể hủy diệt bảy mươi nghìn pound Ozon. CFCs cũng tồn tại trong suốt một khoảng thời gian dài – bình quân khoảng một thế kỷ. Chúng cũng có khả năng giữ nhiệt hiệu quả. Một phân tử CFC có khả năng giữ nhiệt hiệu quả gấp mười nghìn lần trong việc tạo ra hiệu ứng nhà kính so với một nguyên tử cacbon dioxit. Tóm lại, CFCs có thể được xem là phát minh tệ hại nhất của thế kỷ hai mươi.
Midgley không bao giờ biết được điều này vì ông đã qua đời rất lâu trước khi người ta nhận ra được những tác hại ghê gớm của CFCs. Chính cái chết của ông ta cũng là việc đáng nhớ. Sau khi mắc chứng bại liệt, Midgley phát minh ra một cỗ máy vận hành bằng các ròng rọc có thể tự động đưa ông lên giường hoặc đưa ông ra khỏi giường. Năm 1944, ông bị mắc kẹt bởi cỗ máy này và bị treo lơ lửng trên không trung, ông đã bị chết ngạt do sự cố này.
Nếu bạn quan tâm đến việc tìm hiểu tuổi tác của các vật thể thì Đại học Chicago của những năm 1940 là nơi bạn cần đến. Lúc này Willard Libby đang phát minh ra một dụng cụ xác định niên đại vận hành bằng carbon phóng xạ, cho phép các nhà khoa học có thể đọc được chính xác độ tuổi của các mẩu xương hóa thạch, đây là điều mà trước đó họ chưa bao giờ có được. Cho đến thời điểm này, niên đại đáng tin cậy cổ xưa nhất là triều đại đầu tiên ở Ai Cập từ khoảng năm 3000 trước Công nguyên. Ví dụ, không ai có thể tự tin phát biểu rằng người Cro–Magnon đã trang trí các hang động Lascaux ở Pháp vào thời điểm nào.
Ý tưởng của Libby hữu ích đến mức ông được trao giải Nobel vào năm 1960. Ý tưởng này được đặt trên cơ sở là mọi động vật sống đều mang trong mình đồng vị cacbon được gọi là cacbon–14, nguyên tố này bắt đầu phân rã ngay sau khi chúng chết đi. Cacbon–14 có chu kỳ bán phân rã – có nghĩa là, một nửa khoảng thời gian để bất kỳ vật chất nào biến mất [1] – trong khoảng 5.600 năm, thế nên qua việc tính toán xem nó đã phân rã được bao lâu, Libby có thể có được độ tuổi của đối tượng cần xác định – dù chỉ một chừng mực nào đó. Sau tám chu kỳ bán phân rã, chỉ 1/256 lượng cacbon phóng xạ nguyên thủy còn tồn tại, đây là một lượng quá nhỏ nên khó có thể đo lường chính xác, thế nên phương pháp xác định niên đại bằng cacbon phóng xạ chỉ hữu hiệu đối với các đối tượng có độ tuổi khoảng dưới bốn mươi nghìn năm.
Thật lạ, khi kỹ thuật này trở nên phổ biến, người ta bắt đầu nhận ra được những thiếu sót của nó. Người ta phát hiện ra rằng một trong những thành phần cơ sở nơi công thức của Libby, được gọi là hằng số phân rã, sai lệch khoảng 3 phần trăm. Tuy nhiên, lúc này trên toàn thế giới người ta bắt đầu thực hiện hàng ngàn tính toán khác nhau. Thay vì xác định lại hằng số chính xác, các nhà khoa học quyết định giữ lại hằng số thiếu chính xác này. “Thế nên”, Tim Flannery viết, “mọi niên đại cacbon phóng xạ thô mà bạn đọc được ngày nay đều nhỏ hơn con số thực khoảng 3 phần trăm”. Rắc rối không dừng lại ở đó. Người ta cũng nhanh chóng phát hiện ra rằng các mẫu cacbon–14 có thể dễ dàng bị nhiễm bẩn bởi những nguồn khác – các mẩu thực vật cực nhỏ, ví dụ, đã bị trộn lẫn trong cacbon–14 và không được nhận biết. Đối với các mẫu gần đây hơn – dưới hai mươi nghìn năm – chỉ bị nhiễm bẩn ở mức độ thấp, nhưng các mẫu cổ hơn có thể bị nhiễm bẩn nghiêm trọng vì người ta chỉ đếm được rất ít nguyên tử. Theo lời Flannery, ở trường hợp thứ nhất, nhầm lẫn này có thể so với việc nhầm lẫn một đô–la trong khi đếm một nghìn đô–la; ở trường hợp thứ hai, nhầm lẫn này có thể so với việc nhầm lẫn một đô–la khi bạn chỉ đếm hai đô–la.
Phương pháp của Libby cũng được đặt trên cơ sở là giả định rằng lượng cacbon–14 trong khí quyển, và tỷ lệ thẩm thấu của nó bởi các động vật sống, là không thay đổi theo thời gian. Thực ra không phải thế. Ngày nay chúng ta biết rằng lượng cacbon–14 trong khí quyển có thể xuất hiện đa dạng tùy thuộc vào việc từ trường của trái đất làm lệch các tia vũ trụ ở mức nào, và rằng lượng cacbon–14 có thể thay đổi đáng kể theo thời gian. Điều này có nghĩa là người ta khó có thể xác định được chính xác một số niên đại cacbon–14.
Cuối cùng, và có lẽ hơi bất ngờ, các niên đại này có thể bị phủ nhận bởi những yếu tố ngoại vi dường như chẳng liên hệ gì – chẳng hạn như chế độ ăn uống của những loài vật có mẫu xương đang được xét nghiệm. Một trường hợp gần đây có liên quan đến sự tranh luận dai dẳng về việc liệu bệnh giang mai xuất hiện từ Tân thế giới hay Cựu thế giới. Các nhà khảo cổ sinh học tại Hull, miền Bắc nước Anh, đã khám phá được rằng các nhà sư tại một nghĩa trang tu viện đã mắc chứng giang mai, nhưng kết luận ban đầu rằng họ đã mắc chứng bệnh này trước cuộc hành trình của Columbus đã bị nghi ngờ bởi người ta nhận thấy rằng họ đã ăn rất nhiều cá, điều này khiến xương của họ trở nên có vẻ cổ hơn so với bình thường. Các nhà sư này có thể mắc chứng giang mai, nhưng làm sao họ lại mắc chứng bệnh này, và họ mắc phải nó vào lúc nào, vấn đề này vẫn chưa được giải quyết xác đáng.
Do những hiểu biết còn hạn hẹp về cacbon–14, các nhà khoa học lập ra các phương pháp khác nhằm xác định độ tuổi của các vật chất cổ đại, trong số các phương pháp này gồm có phương pháp nhiệt phát quang, phương pháp này giúp đo lường lượng electron bị mắc kẹt trong đất sét, và phương pháp cộng hưởng electron, phương pháp này vận dụng sóng điện từ để bắn vào mẫu vật và đo lường sự dao động của các electron. Nhưng ngay cả phương pháp tốt nhất trong số này cũng chỉ xác định được niên đại của các đối tượng có độ tuổi dưới 200.000 năm, và chúng hoàn toàn không thể xác định được niên đại của những vật chất vô cơ chẳng hạn như đá, dĩ nhiên đây là điều bạn cần biết nếu bạn muốn xác định độ tuổi của trái đất.
Dường như mọi người trên thế giới đều từ bỏ việc xác định độ tuổi của đá. Nếu không có sự quyết tâm của một Giáo sư người Anh tên là Arthur Holmes, thì có lẽ vấn đề này đã hoàn toàn bị bỏ ngỏ.
Holmes xứng đáng là một vị anh hùng khi vượt qua mọi chướng ngại để có được những thành tựu vang dội của mình. Vào những năm 1920, khi Holmes đang bước vào giai đoạn thịnh vượng nhất trong nghề nghiệp của mình, khi ấy địa chất học đã trở thành lỗi thời – vật lý là môn nghiên cứu thời thượng vào thời điểm này – và không được tài trợ nhiều, đặc biệt tại Anh, nơi địa chất học chào đời. Tại Đại học Durham, Holmes làm việc ở bộ môn địa chất suốt nhiều năm trời. Ông thường mượn hoặc tự chế tạo các trang thiết bị để theo đuổi phương pháp xác định niên đại của đá. Đã từng có lúc toàn bộ những tính toán của ông phải bị trì hoãn suốt năm trong khi ông chờ đợi nhà trường cung cấp cho ông một chiếc máy tính đơn giản. Đôi khi, ông phải dừng hoàn toàn công việc nghiên cứu để kiếm đủ tiền trang trải cho gia đình mình – đã có lúc ông trông coi một cửa hàng bán đồ cổ tại Newcastle – và đôi khi ông thậm chí còn không có được 5 bảng Anh để chi trả lệ phí thành viên hàng năm của Hội Địa chất.
Kỹ thuật mà Holmes vận dụng trong công trình của mình rất dễ hiểu về mặt lý thuyết và nảy sinh trực tiếp từ quá trình làm việc, đầu tiên là lý thuyết của Ernest Rutherford vào năm 1904, ông phát biểu rằng một số nguyên tử phân rã từ nguyên tố này trở thành nguyên tố khác với một tốc độ có thể dự đoán được và bạn có thể vận dụng chúng để làm đồng hồ đo thời gian. Nếu bạn biết phải mất bao lâu để kali–40 phân rã thành agon–40, và bạn đo lường được lượng của mỗi mẫu vật, bạn có thể tính toán được độ tuổi của đối tượng mình cần biết. Holmes có thể đo lường được tốc độ phân rã của urani thành chì, từ đó ông có thể tính toán được độ tuổi của các loại đá, và thế nên – ông hy vọng – có thể tính toán được độ tuổi của trái đất.
Nhưng có nhiều khó khăn về kỹ thuật buộc ông phải vượt qua. Holmes cũng cần có – hoặc ít ra ông cũng rất vui khi có được – một bộ dụng cụ có thể giúp ông chọn ra những mẫu vật nguyên chất nhất từ các mẫu vật bị nhiễm bẩn, và như chúng ta đã biết ông cũng cần có một chiếc máy tính đơn giản. Năm 1946 ông có thể tự tin công bố rằng trái đất có độ tuổi ít nhất là ba tỷ năm hoặc hơn thế. Thật đáng tiếc, lúc này ông lại phải đối mặt với một trở ngại lớn khác trong việc chấp nhận: sự bảo thủ của các đồng nghiệp khoa học. Dù tỏ ra rất vui khi ca ngợi phương pháp luận của ông, nhiều nhà khoa học vẫn khăng khăng rằng ông vẫn chưa tìm ra được độ tuổi của trái đất mà chỉ tìm ra được độ tuổi của các vật chất hình thành nên trái đất.
Cũng trong khoảng thời gian này Harrison Brown của Đại học Chicago đã phát minh ra một phương pháp mới để tính toán các đồng vị của chì trong các loại đá do lửa tạo thành (các loại đá được tạo ra qua quá trình nung nóng, đối nghịch với lớp trầm tích như cát, sạn, bùn…). Biết rằng công việc này có thể vô cùng gian nan, ông giao nó cho chàng trai trẻ Clair Patterson giải quyết. Ông hứa với Patterson rằng việc xác định tuổi của trái đất bằng phương pháp mới của ông sẽ là “việc dễ như bỡn”. Thực ra, phải mất nhiều năm mới có thể làm được việc này.
Patterson bắt đầu đề án này vào năm 1948. Suốt bảy năm ròng, đầu tiên tại Đại học Chicago và sau đó tại Viện Kỹ thuật California (nơi ông chuyển đến vào năm 1952), ông làm việc trong phòng thí nghiệm vô trùng, tính toán rất tỷ mỉ các tỷ số của chì và urani với các mẫu đá đã được chọn lọc cẩn thận.
Vấn đề quan trọng trong việc tính toán độ tuổi của trái đất là: bạn cần có các loại đá thực sự cổ, chứa chì–urani–các loại thủy tinh xưa như trái đất – bất cứ thứ gì trẻ hơn đều nhất định sẽ khiến bạn xác định sai lệch độ tuổi của trái đất – nhưng các loại đá thực sự cổ lại rất hiếm hoi trên trái đất. Vào cuối những năm 1940 không ai có thể hiểu được tại sao lại thế. Thật vậy, chúng ta bước vào thời đại không gian trước khi có ai đó có thể giải thích được các mẩu đá cổ của trái đất đã đi đâu. (Câu trả lời ở đây là sự kiến tạo địa tầng mà chúng ta sẽ tìm hiểu sau). Trong khi đó, Patterson phải tính toán mọi việc với rất ít nguyên vật liệu cần thiết. Cuối cùng, và thật tài tình, ông có thể vượt qua được sự khan hiếm về đá bằng cách sử dụng loại đá từ bên kia trái đất. Ông chuyển sang nghiên cứu các thiên thạch.
Giả định của ông – rất hợp lý – là nhiều thiên thạch còn sót lại trên trái đất vào những ngày đầu hình thành hệ mặt trời. Khi xác định được độ tuổi của các thiên thạch thì đồng thời bạn cũng có được độ tuổi (gần đúng) của trái đất.
Tuy nhiên, không gì có thể xảy ra quá dễ dàng. Thiên thạch không có nhiều và chẳng dễ gì khai thác được thiên thạch. Hơn nữa, kỹ thuật đo lường của Brown trở nên quá cầu kỳ và cần phải được cải tiến. Trên hết, có một rắc rối ở đây là: các mẫu vật của Patterson không hiểu vì sao luôn bị nhiễm bẩn bởi một lượng lớn chì khí quyển mỗi khi chúng được phơi ra ngoài không khí. Chính điều này buộc ông phải xây dựng phòng thí nghiệm vô trùng – đây là phòng thí nghiệm vô trùng đầu tiên trên thế giới.
Patterson phải mất bảy năm làm việc kiên nhẫn mới có thể tập hợp được các mẫu vật thích hợp cho vệc xét nghiệm cuối cùng. Mùa Xuân năm 1953 ông đến phòng thí nghiệm quốc gia Argonne tại Illinois, tại đây ông dành thời gian để làm việc cùng máy ghi quang phổ lớn tân tiến nhất, chiếc máy này có thể dò tìm và đo lường được lượng urani và chì lẫn trong các loại thủy tinh cổ. Khi tìm được kết quả của mình, Patterson hào hứng đến mức ông lập tức lái xe quay thẳng về quê hương của mình tại Iowa và nhờ mẹ đưa mình đến bệnh viện để kiểm tra sức khỏe vì ông nghĩ rằng mình đang mắc chứng đau tim.
Chẳng bao lâu sau, tại cuộc hội họp ở Wisconsin, Patterson công bố độ tuổi dứt khoát của trái đất là 4.550 triệu năm (dao động 70 triệu năm) – “một con số không thay đổi suốt năm mươi năm sau đó”, theo lời thán phục của McGrayne. Sau hai trăm năm cố gắng của con người, cuối cùng trái đất cũng có được độ tuổi của mình.
Công việc chính đã được thực hiện, lúc này Patteson tập trung vào nghiên cứu chì trong khí quyển. Ông ngạc nhiên khi nhận thấy rằng những hiểu biết nhỏ bé của con người về tác động của chì đến sức khỏe con người hóa ra lại hoàn toàn sai lạc – và chẳng hề ngạc nhiên về kết quả này, ông khám phá, khi quá trình suốt bốn mươi năm nghiên cứu về tác động của chì luôn được tài trợ bởi các công ty sản xuất các chất phụ gia chì.
Trong quá trình nghiên cứu như thế, một bác sĩ không hề có chuyên môn về bệnh học đã trải qua một chương trình đào tạo năm năm, trong chương trình này những người tình nguyện đã phải hít hoặc nuốt chì với hàm lượng cao. Sau đó nước tiểu và phân của họ được đưa đi xét nghiệm. Thật đáng tiếc, vì vị bác sĩ này dường như không biết, chì không hề được thải ra ngoài. Nói đúng ra, nó tích tụ trong xương và máu – đó là yếu tố khiến nó trở nên nguy hại đến thế – và người ta không hề xét nghiệm xương và máu. Kết quả là, chì được xác định là vô hại với sức khỏe con người.
Patterson nhanh chóng xác định được rằng chúng ta có nhiều chì trong khí quyển, và rằng 90 phần trăm lượng chì này xuất nguồn từ khí thải của các động cơ ô tô, nhưng ông không thể chứng minh được điều đó. Lúc này ông cần có một phương cách để so sánh mức độ chì trong khí quyển hiện tại với mức độ chì trong khí quyển vào thời điểm trước năm 1923, khi chì tetraethyl được giới thiệu lần đầu. Ông khám phá ra rằng lõi của các tảng băng có thể giúp ông tìm được câu trả lời.
Chúng ta biết rằng mưa tuyết tại những nơi chẳng hạn như Greenland tích lũy thành nhiều lớp qua mỗi năm (vì nhiệt độ của các mùa thay đổi dẫn đến sự thay đổi về màu sắc của tuyết). Bằng cách tính toán các lớp băng tuyết này và đo lường lượng chì trong mỗi lớp, ông có thể xác định được mức độ chì trên toàn cầu cách đó vài trăm năm, thậm chí vài nghìn năm. Khái niệm này trở thành cơ sở cho việc nghiên cứu lõi của băng tuyết, đây cũng là nền tảng cho môn khí hậu học hiện đại.
Patterson khám phá được rằng: trước năm 1923 gần như không có chì trong khí quyển, và rằng từ thời điểm đó trở đi mật độ chì trong khí quyển tăng nhanh đến mức nguy hiểm. Lúc này ông bắt đầu tìm cách tách chì ra khỏi xăng dầu. Cuối cùng, ông trở thành người mạnh mẽ phản đối nền công nghiệp sản xuất chì.
Đây hóa ra lại là chiến dịch tệ hại nhất cho Patterson. Ethyl là một tập đoàn hùng mạnh toàn cầu với nhiều đối tác ở khắp mọi nơi. (Các giám đốc của công ty này là Thẩm phán Lewis Powell và Gilbert Grosvenor của Hội Địa lý quốc gia). Patterson đột nhiên nhận thấy rằng sự tài trợ cho công trình nghiên cứu của ông bị cắt giảm. Học viện American Petrolium đã hủy một hợp đồng nghiên cứu với ông, tổ chức United States Public Health Service cũng thế.
Khi Patterson có khả năng mắc nợ nần cao, các ủy viên quản trị của nhà trường liên tục chịu áp lực bởi nền công nghiệp sản xuất chì buộc họ phải sa thải ông. Theo lời Jamie Lincoln Kitman, viết trong cuốn The Nation năm 2000, ban quản trị tập đoàn Ethyl đề nghị giao cho Patterson một vị trí quan trọng tại Caltech “nếu Patterson bị tống cổ”. Thật lố bịch, ông bị sa thải khỏi National Research Council (vốn là tổ chức có trách nhiệm nghiên cứu tác hại của chì trong khí quyển) dù rằng rõ ràng lúc này ông là chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực này.
Với lòng tin tuyệt vời, Patterson không bao giờ nao núng hay chịu khuất phục. Cuối cùng những nỗ lực của ông đã dẫn đến sự thành lập tổ chức Clean Air Act vào năm 1970, và dẫn đến sự xóa bỏ việc kinh doanh xăng dầu có pha chì tại Hoa Kỳ vào năm 1986. Gần như ngay lập tức mức độ chì trong máu của người Mỹ giảm xuống 80 phần trăm. Nhưng vì chì luôn tồn tại trong khí quyển, thế hệ của chúng ta ngày nay có lượng chì trong máu cao gấp 625 lần so với thế hệ cách đây một thế kỷ. Lượng chì trong khí quyển cũng tiếp tục gia tăng, khá hợp pháp, khoảng một trăm nghìn tấn trong một năm, hầu hết xuất nguồn từ việc khai thác mỏ, luyện kim, và các hoạt động công nghiệp. Hoa Kỳ cũng đã cấm pha chì vào các loại sơn nội thất, “bốn mươi bốn năm sau hầu hết châu Âu”, theo lời McGrayne.
Về phía tập đoàn Ethyl, nó vẫn phát triển mạnh, dù GM, Standard Oil, và Du Pont không còn sát cánh với nó nữa. (Họ bán chúng cho một công ty được gọi là Albemarle Paper vào năm 1962). Theo McGrayne, cuối tháng Hai 2001 Ethyl tiếp tục khẳng định rằng “các nghiên cứu cho thấy xăng dầu tẩm chì không gây hại cho sức khỏe con người và môi trường”. Trên website của Ethyl, lịch sử công ty không hề đề cập đến chì – hay nói đúng ra là không đề cập đến Thomas Midgley – nhưng chỉ đề cập đến sản phẩm gốc có chứa “tổng hợp các chất hóa học”.
Dù Ethyl không còn sản xuất xăng dầu tẩm chì nữa, theo bản kê khai công ty năm 2001, chì tetraethyl (Ethyl gọi là TEL) vẫn chiếm 25,1 triệu đô–la vào năm 2000 (trong tổng số 795 triệu đô– la), tăng hơn con số 24,1 triệu đô–la vào năm 1999, nhưng lại giảm so với con số 117 triệu đô–la vào năm 1998. Bản báo cáo của công ty nêu rõ quyết tâm “khai thác TEL khi ứng dụng của nó đang giảm dần trên thế giới”. Ethyl mua bán TEL qua một bản hợp đồng với công ty Associated Octel của Anh.
Thomas Midgley còn để lại cho chúng ta một tai họa khác, chlorofluorocarbons, chúng đã bị cấm vào năm 1974 tại Hoa Kỳ, nhưng chúng vẫn có khả năng gây hại cho tầng Ozon khi bạn thải chúng vào khí quyển (chúng tồn tại trong các chất khử mùi cơ thể và keo xịt tóc của bạn, ví dụ). Tệ hơn thế, chúng ta vẫn thải một lượng CFCs đáng kể vào khí quyển mỗi năm. Theo Wayne Biddle, 60 triệu pound chất liệu này, trị giá khoảng 1,5 triệu đô–la, vẫn tồn tại trên thị trường mỗi năm. Vậy thì ai là người tạo ra nó? Chúng ta – có thể nói thế, nhiều tập đoàn lớn của chúng ta vẫn đang tạo ra nó tại các đất nước khác nhau. Nó sẽ không bị cấm tại các quốc gia thuộc Thế giới thứ ba mãi đến năm 2010.
Clair Patterson qua đời năm 1995. Ông không giành được giải Nobel nào cho công trình của mình. Chưa có nhà địa chất nào giành được giải Nobel cả. Càng lạ hơn khi biết rằng ông cũng chẳng có được danh tiếng gì hoặc thậm chí không nhận được sự chú ý của mọi người suốt nửa thế kỷ làm việc trong sự kiên trì vì ích lợi của nhân loại. Chúng ta có thể nói rằng ông là nhà địa chất có ảnh hưởng lớn nhất của thế kỷ hai mươi. Tuy nhiên, có ai đã từng nghe nói đến Clair Patterson chưa? Hầu hết các sách giáo khoa nói về địa chất học đều không nhắc đến ông. Hai phần trăm sách phổ biến nói về lịch sử xác định độ tuổi trái đất viết sai tên ông. Đầu năm 2001, một nhà phê bình sách trong tờ Nature đã có sự nhầm lẫn khiến chúng ta phải sững sờ khi xem Patterson là một phụ nữ.
Dù gì đi nữa, nhờ bởi công trình của Clair Patterson vào năm 1953 mà cuối cùng trái đất cũng có được độ tuổi xác định của nó. Vấn đề duy nhất ở đây là trái đất lại già hơn cả vũ trụ chứa đựng nó.
___________
[1] Nếu bạn băn khoăn tại sao các nguyên tử lại có 50 phần trăm chết đi và 50 phần trăm vẫn tồn tại cho chu kỳ kế tiếp, câu trả lời ở đây là: chu kỳ bán phân rã thực ra chỉ là một quy ước thống kê. Bạn hãy hình dung mình có một mẫu vật chất nào đó với chu kỳ bán phân rã trong 30 giây. Điều này không có nghĩa là mọi nguyên tử trong mẫu vật chất này sẽ tồn tại trong khoảng thời gian chính xác 30 giây hay 60 giây hay 90 giây hay 120 giây. Thực ra mỗi nguyên tử này sẽ tồn tại theo khoảng thời gian ngẫu nhiên tùy tiện không liên quan gì đến con số 30; nó có thể tồn tại trong 2 giây hoặc nó có thể tồn tại suốt nhiều năm, nhiều thập niên, nhiều thế kỷ. Không ai có thể biết trước điều này. Nhưng chúng ta có thể nói rằng nhìn chung một nửa số nguyên tử này sẽ biến mất sau mỗi 30 giây. Đó là tốc độ trung bình nói cách khác, và bạn có thể áp dụng nó cho bất kỳ mẫu vật chất nào. Ví dụ, một số người đã từng xác định được rằng các đồng xu có chu kỳ bán phân rã là khoảng 30 năm.
