Great Salt Lake ở bang Utah hiện là hồ nước mặn lớn nhất Tây Bán cầu, với diện tích khoảng 4.144 km². Ở một số khu vực, nước hồ có thể mặn gấp 10 lần nước biển, khiến nơi đây đôi khi được ví như “Biển Chết của nước Mỹ”.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới cho thấy hồ này từng rất khác. Dựa trên các lớp trầm tích dưới đáy hồ, các nhà khoa học đã tái dựng gần 240.000 năm lịch sử của Great Salt Lake và nhận thấy nơi đây từng có hai giai đoạn mở rộng mạnh, khi diện tích mặt nước lớn gấp khoảng 10 lần hiện tại và độ mặn giảm đáng kể.

Để tìm hiểu quá khứ của hồ, nhóm nghiên cứu phân tích một lõi trầm tích dài khoảng 120 m được khoan từ đáy Great Salt Lake. Tuổi của các lớp trầm tích được xác định thông qua sự phân rã phóng xạ của khoáng vật, trong khi những tín hiệu hóa học do vi sinh vật để lại giúp các nhà khoa học ước tính độ mặn của nước theo từng thời kỳ.

Kết quả cho thấy hai giai đoạn nước hồ nhạt hơn rõ rệt trùng với sự tồn tại của hai hồ cổ từng được xác định trước đây. Một là Lake Bonneville, tồn tại khoảng 30.000-16.000 năm trước. Giai đoạn còn lại là Little Valley, vào khoảng 140.000-135.000 năm trước.

Rachel So, nhà khoa học Trái Đất tại Đại học Nam California, cho biết trong phần lớn 240.000 năm qua, hồ duy trì quy mô tương đối ổn định, nhưng đã có hai lần mở rộng mạnh. Những bậc địa hình phẳng trên các sườn núi xung quanh Great Salt Lake hiện vẫn lưu lại dấu vết của các đường bờ cổ, cho thấy Lake Bonneville và Little Valley từng sâu khoảng 300 m.

Nghiên cứu lần này còn giúp làm rõ một điểm mà các công trình trước chưa thể xác định chắc chắn: độ mặn của hai hồ cổ. Dữ liệu trầm tích cho thấy Little Valley có thể vẫn là hồ nước lợ, trong khi Lake Bonneville gần như là một hồ nước ngọt thực sự.

Nhóm nghiên cứu cho rằng sự khác biệt này có thể liên quan đến lượng nước sông đổ vào hồ. Lake Bonneville nhiều khả năng nhận được nguồn nước lớn hơn, nhờ đó duy trì được độ mặn thấp và tồn tại lâu hơn.

Tuy vậy, những giai đoạn nước ngọt không kéo dài mãi. Khi khí hậu ấm lên sau các thời kỳ băng hà, lượng nước bốc hơi tăng, mặt hồ dần thu hẹp và độ mặn lại tăng trở lại.

Sarah Feakins, nhà khoa học Trái Đất tại Đại học Nam California, cho biết lõi trầm tích trải qua khoảng hai chu kỳ rưỡi băng hà, cho phép nhóm nghiên cứu quan sát hai lần hồ chuyển từ trạng thái ít mặn sang mặn hơn. Qua đó, họ nhận thấy những giai đoạn hồ nước ngọt khổng lồ thực chất khá mong manh và chỉ tồn tại trong khoảng thời gian tương đối ngắn xét trên thang địa chất.

Những biến đổi trong quá khứ cũng mang ý nghĩa đối với Great Salt Lake ngày nay. Hồ gần như không có dòng chảy thoát ra ngoài, nên nước chủ yếu mất đi qua quá trình bốc hơi. Điều này khiến hồ đặc biệt nhạy cảm trước những thay đổi của nhiệt độ và lượng mưa.

Các hồ cổ ở Nevada, California và Arizona cũng cho thấy mô hình tương tự, từ điều kiện ẩm ướt chuyển dần sang khô hạn, cho thấy biến động khí hậu từng ảnh hưởng trên một vùng rộng lớn ở miền Tây nước Mỹ.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh tình trạng hiện nay không thể được xem đơn giản là sự lặp lại của quá khứ. Khi khí hậu ấm lên, không khí giữ được nhiều hơi nước hơn, làm tăng tốc độ bốc hơi từ đất và hồ. Bên cạnh đó, nhu cầu sử dụng nước của con người cũng làm giảm lượng nước chảy vào Great Salt Lake.

Rachel So cho rằng việc hồ từng co lại tự nhiên trong quá khứ không thể được dùng để lý giải tình trạng thu hẹp hiện nay như một hiện tượng hoàn toàn bình thường.

Lịch sử 240.000 năm của Great Salt Lake cho thấy nơi ngày nay nổi tiếng vì độ mặn cao từng có thời kỳ là một hồ nước ngọt khổng lồ. Đồng thời, các lớp trầm tích dưới đáy hồ cũng cho thấy hệ thống này có thể thay đổi mạnh khi nhiệt độ, lượng mưa và nguồn nước đầu vào biến động.