Trên một vùng đất núi lửa cổ đại ở Nam Phi, tro bụi còn nóng và tơi xốp. Một cơn mưa nhẹ ghé qua. Giọt mưa chạm xuống, tạo nên những vết lõm li ti, tròn trịa, rồi nguội dần, lắng vào lớp đá tương lai. Không ai nhìn thấy, không ai nghĩ rằng khoảnh khắc mong manh ấy sẽ tồn tại lâu hơn cả những ngọn núi xung quanh, và trở thành lời thì thầm từ một thời mà Trái Đất còn rất trẻ.
Những vết lõm này, được gọi là “dấu mưa hóa thạch”, chỉ sâu vài milimet. Vậy mà với các nhà khoa học, chúng quý giá như một cánh cửa mở ra bầu khí quyển 2,7 tỷ năm trước. Để hiểu điều đó, họ đã tái hiện quá khứ bằng một phương pháp giản dị đến bất ngờ: thả từng giọt nước từ độ cao hàng chục mét xuống lớp tro núi lửa hiện đại, rồi so sánh hình dạng và độ sâu của vết lõm với mẫu hóa thạch. Bởi tốc độ rơi của giọt mưa – vận tốc cuối cùng trước khi chạm đất – phụ thuộc trực tiếp vào mật độ không khí.
Kết quả thật khác với hình dung ban đầu. Khí quyển của Trái Đất khi ấy không dày đặc như một tấm chăn khổng lồ che chắn khỏi Mặt Trời mờ hơn hiện nay. Áp suất không khí nhiều khả năng tương đương hoặc thấp hơn một chút so với hiện tại, và chắc chắn không vượt quá gấp đôi. Điều này đặt ra một câu hỏi khó: nếu Mặt Trời chỉ sáng bằng khoảng 85% so với ngày nay, tại sao Trái Đất không bị đóng băng?
Câu trả lời ẩn trong một lớp khí vô hình nhưng đầy sức mạnh – những phân tử khí nhà kính như methane, có thể đã làm nhiệm vụ giữ nhiệt. Dù bầu khí quyển không quá dày, thành phần của nó đủ để biến Trái Đất sơ khai thành một nhà kính khổng lồ, giữ cho nước lỏng tồn tại và sự sống nguyên thủy có cơ hội phát triển. Đây chính là mảnh ghép quan trọng trong “nghịch lý Mặt Trời mờ” – bí ẩn từng khiến các nhà khoa học đau đầu hàng thập kỷ.
Giọt mưa hóa thạch ấy, khi được nhìn dưới kính hiển vi, chẳng khác gì dấu chấm nhỏ trên trang giấy. Nhưng đó là dấu chấm câu của một câu chuyện kéo dài hàng tỷ năm – câu chuyện về cách bầu khí quyển nuôi dưỡng hành tinh, về cách sự sống học cách tồn tại dưới một ánh Mặt Trời yếu ớt.
Ngày nay, những vết lõm ấy nằm im lìm trong lớp đá, chứng kiến mọi thay đổi của Trái Đất – lục địa trôi dạt, núi non dựng lên rồi mòn xuống, đại dương mở rộng và thu hẹp. Chúng nhắc ta rằng có những khoảnh khắc tưởng chừng tan biến ngay khi xảy ra, nhưng lại sống lâu hơn cả ngọn núi, con sông, và thậm chí cả một kỷ nguyên của hành tinh.