Thực vật xanh kiên cường trên hoang mạc băng giá
Khi nhắc đến Nam Cực, đa phần chúng ta đều hình dung về một hoang mạc trắng xóa vĩnh cửu với cái lạnh cắt da cắt thịt, nơi sự sống của thực vật dường như là điều hoàn toàn bất khả thi. Tuy nhiên, giới khoa học hiện đại đã xác nhận rằng thực vật xanh vẫn đang sinh tồn và sinh sản vô cùng mạnh mẽ ngay trên chính lục địa băng giá này.
Đại diện tiêu biểu nhất cho thảm thực vật Nam Cực chính là các loài tảo tuyết thuộc ngành tảo xanh (Chlorophyta). Do giới sinh học hiện nay thống nhất xếp tảo xanh và tảo vòng vào ngành thực vật xanh thực sự, sự hiện diện của chúng trên băng tuyết hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn khoa học về sự tồn tại của thực vật.
Tảo tuyết không mọc trên đất đá thông thường mà chọn môi trường sống độc đáo: ẩn mình ngay trong lớp nước tan chảy nằm giữa các tinh thể băng tuyết.
Khu vực phân bố tập trung nhất của các loài thực vật này nằm ở vùng bờ biển ven lục địa, các hòn đảo lân cận và đặc biệt là dải đất phía tây bán đảo Nam Cực. Đây là dải đất có phần đỉnh nhô ra ngoài phạm vi vòng Nam Cực, được ghi nhận là khu vực ấm áp nhất của toàn bộ lục địa.
Vào mùa hè, nhiệt độ không khí tại đây có thể tăng nhẹ lên mức trên 0 độ C - ngưỡng nhiệt độ lý tưởng để kích hoạt sự sống cho các mảng thực vật tuyết. Điển hình như tại trạm nghiên cứu Vernadsky của Ukraine, nằm trên đảo Galindez ngoài bờ biển Nam Cực, thảm tảo tuyết thường xuyên nở hoa rực rỡ, bao phủ cả một vùng không gian rộng lớn.
Vũ điệu đổi màu và bí mật sinh tồn giữa lòng băng tuyết
Loài tảo tuyết nổi tiếng và phổ biến nhất tại đây là tảo tuyết cực địa (Chlamydomonas nivalis), một loài tảo đơn bào có khả năng thích nghi phi thường. Ngoài ra, các nghiên cứu gần đây còn phát hiện thêm sự tham gia của nhiều chi tảo khác như Sanguina, Chloromonas hay lớp Trebouxiophyceae. Mỗi chi tảo sở hữu một cấu trúc sắc tố riêng biệt, tạo nên những hiện tượng thị giác vô cùng mãn nhãn.
Điểm kinh ngạc nhất của tảo tuyết cực địa chính là khả năng biến đổi màu sắc linh hoạt theo từng giai đoạn trong chu kỳ sống. Vào thời điểm khí hậu tương đối ấm áp, chúng tồn tại dưới dạng các tế bào di động.
Lúc này, hàm lượng lục lạp dồi dào bên trong tế bào khiến chúng mang sắc xanh lá cây đặc trưng. Khi các tế bào này sinh sản bùng nổ trên diện rộng, chúng biến những mảng tuyết trắng thành những "đồng cỏ tuyết" xanh tươi mắt.
Ngược lại, khi mùa đông khắc nghiệt tràn về, để chống chọi lại cái lạnh thấu xương và cường độ tia cực tím cực kỳ gay gắt, tế bào di động sẽ biến đổi thành các bào tử nghỉ màu đỏ. Đây cũng là trạng thái giúp chúng duy trì sự sống trong phần lớn thời gian của vòng đời cho đến tận mùa xuân năm sau.
Nhằm bảo vệ bản thân khỏi sự phá hủy của bức xạ mặt trời, các bào tử này tổng hợp một lượng lớn sắc tố carotenoid màu đỏ gọi là astaxanthin. Sự tích tụ hàng triệu bào tử đỏ trên bề mặt tuyết đã tạo nên khung cảnh "tuyết dưa hấu" tuyệt đẹp, nhìn xa tựa như đĩa kem bơ phủ đầy mứt dâu tây.
Thiên nhiên còn kỳ công hơn khi kết hợp hai giai đoạn sống của tảo tuyết cực địa, hoặc trộn lẫn các loài tảo khác nhau trên cùng một vùng không gian, tạo ra hiện tượng tuyết đa sắc rực rỡ. Vào năm 2018, trên đảo Anchorage ở Nam Cực, người ta đã ghi lại được hình ảnh những chú chim cánh cụt Gentoo thong dong dạo bước trên thảm tuyết pha trộn giữa sắc đỏ và xanh, đẹp đẽ không khác gì một cánh đồng hoa rực rỡ giữa lòng băng giá.
Sự phát triển mạnh mẽ của tảo tuyết không thể không kể đến vai trò của các loài động vật biển. Do Nam Cực là vùng đất cực kỳ cằn cỗi chất dinh dưỡng, nguồn phân bón tự nhiên giàu nitơ và phốt pho từ chất thải của chim cánh cụt, chim cướp biển skua hay hải cẩu đóng vai trò là nguồn sống then chốt cho tảo.
Các số liệu khảo sát thực địa cho thấy có tới hơn 60% thảm tảo nở hoa phân bố trong bán kính 5 km xung quanh các khu vực sinh sống của chim cánh cụt. Cần nói thêm, tảo tuyết cực địa không chỉ riêng có ở Nam Cực mà còn phân bố rải rác trên các cánh đồng tuyết thuộc vùng núi cao của nhiều châu lục khác, chẳng hạn như tại khu vực phía bắc bang California của Mỹ.
Cảnh báo tàn khốc đằng sau những thảm hoa rực rỡ
Mặc dù tạo nên cảnh quan đẹp đẽ, sự bùng nổ và lan rộng của tảo tuyết tại Nam Cực lại mang đến những mối lo ngại sâu sắc cho các nhà khoa học môi trường.
Vào năm 2020, một công trình nghiên cứu quy mô được công bố trên tạp chí Nature Communications bởi Đại học Cambridge phối hợp với Viện Khảo sát Nam Cực Anh đã đưa ra những con số giật mình. Nhờ dữ liệu vệ tinh kết hợp với quan sát thực địa, các nhà khoa học đã ghi nhận tới 1.679 mảng tảo tuyết bùng nổ trên khắp bán đảo Nam Cực. Tổng diện tích của các mảng tảo này lên tới 1,95 triệu mét vuông, tạo ra lượng sinh khối ước tính khoảng 1.300 tấn.
Nguy cơ nằm ở chỗ, sự xuất hiện của tảo tuyết làm thay đổi nghiêm trọng khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời của bề mặt băng tuyết. Bình thường, lớp tuyết trắng nguyên bản có khả năng phản xạ khoảng 80% bức xạ mặt trời trở lại không gian, giúp duy trì nhiệt độ lạnh giá cho vùng cực.
Tuy nhiên, khi tuyết bị nhuộm màu bởi tảo, bề mặt tuyết trở nên sẫm màu hơn, từ đó hấp thụ nhiều nhiệt lượng từ ánh nắng hơn và khiến tuyết tan chảy với tốc độ nhanh hơn rất nhiều.
Hiện tượng này vô tình châm ngòi cho một vòng lặp phản hồi tích cực vô cùng nguy hiểm: Nhiệt độ Trái Đất gia tăng làm tuyết tan nhẹ, tạo điều kiện ẩm ướt cho tảo tuyết sinh sản bùng nổ; tảo sinh sản làm bề mặt tuyết sẫm màu; tuyết sẫm màu lại tiếp tục hấp thụ thêm nhiều nhiệt lượng, làm tốc độ băng tan diễn ra nhanh hơn nữa, và cuối cùng lại tạo môi trường tốt hơn cho tảo phát triển rộng hơn.
Các mô hình dự báo khí hậu chỉ ra rằng, cùng với đà gia tăng nhiệt độ toàn cầu, diện tích phân bố của tảo tuyết tại Nam Cực sẽ tiếp tục gia tăng ròng trong tương lai. Lục địa Nam Cực vốn được biết đến như một "hoang mạc trắng" cô độc đang dần biến thành một bức tranh đan xen sắc đỏ và sắc xanh.
Sự thay đổi ngỡ như thơ mộng ấy thực chất lại là một tín hiệu cảnh báo cực kỳ rõ ràng và cấp bách cho thấy Trái Đất của chúng ta đang chịu đựng một cơn "sốt" ngày một nghiêm trọng.
Tham khảo: Zhihu
Đức Khương
