Đại dương bị axit hóa khiến sinh vật biển khó ‘đ.ánh hơi’ kiếm mồi
Tạp chí Hakai cho biết giới khoa học phát hiện quá trình axit hóa đại dương khiến khả năng cảm nhận của vài loài sinh vật biển yếu kém đi.
Cua Dungeness săn mồi hiệu quả nhờ cặp râu cảm nhận hóa chất của mình. Nhưng chiến lược vượt thời gian này dường như đang gặp rủi ro. Một nghiên cứu mới ghi nhận việc đại dương bị axit hóa làm cặp râu ấy hoạt động kém hẳn đi.
Thả cua Dungeness vào nước có tính axit cao hơn bình thường một chút – môi trường hiện tại ở một số hệ sinh thái ven biển và có thể lan rộng vào năm 2100 nếu con người tiếp tục thải ra lượng khí nhà kính cao, đội ngũ nhà nghiên cứu Đại học Toronto Scarborough phát hiện cua cần tiếp xúc cadaverine (hóa chất gây ra mùi thối ở động vật) nồng độ cao gấp 10 lần bình thường thì mới nhận ra con mồi.
Không chỉ cua Dungeness gặp rắc rối. Có nguy cơ quá trình axit hóa đại dương sẽ tước đi các tín hiệu hóa học quan trọng của nhiều loài sinh vật biển khác.
Theo nhà sinh thái học Jorg Hardege (Đại học Hull): “Hầu hết hóa chất trong nước biển đều bị ảnh hưởng”.
Giống như động vật trên cạn ngửi và nếm hóa chất để thu thập thông tin quan trọng, không ít sinh vật biển dựa vào tín hiệu hóa học để phát hiện thức ăn, xác định vị trí bạn tình tiềm năng hoặc tránh kẻ săn mồi. Mỗi tín hiệu là một phân tử với cấu trúc hóa học và hình dạng vật lý riêng biệt giúp cơ chế cảm nhận hoạt động hiệu quả.
Nhưng tất cả hóa chất đều trôi nổi nên dễ bị ảnh hưởng bởi một loạt phản ứng hóa học. Ông Hardege lý giải nước có tính axit cao hơn sẽ có nhiều ion hydro điện tích dương trôi nổi hơn, số ion này liên kết với hóa chất trong nước khiến hóa chất thay đổi hình dạng hoặc liên kết với cơ quan thụ cảm của sinh vật làm thay đổi cách chúng cảm nhận tín hiệu hóa học.
Cách cảm thận tín hiệu hóa học thay đổi có thể khiến sinh vật thay đổi hành vi. Một nghiên cứu mà ông Hardege là đồng tác giả ghi nhận độ axit trong nước tăng nhẹ làm thay đổi hình dạng hóa chất thúc đẩy cua xanh châu Âu quạt nước cho trứng nhằm cung cấp oxy và loại bỏ chất thải. Cua sống ở môi trường như vậy ít nhạy cảm với tín hiện hóa học này hơn, lượng hóa chất phải tăng gấp ít nhất 10 lần chúng mới bắt đầu quạt nước.
Video đang HOT
Một nghiên cứu khác do Đại học British Columbia, Đại học MacEwan hợp tác thực hiện cũng phát hiện ở môi trường nước có tính axit cao, cá hồi hồng chưa trưởng thành cảm nhận hóa chất kém hơn và tránh kẻ săn mồi kém hơn. Nghiên cứu khác thực hiện bởi các nhà khoa học châu Âu ghi nhận tình trạng tương tự với cá tráp đầu vàng.
Theo ông Hardege, mỗi loài có ngưỡng mất khả năng phát hiện vài loại hóa chất nhất định khi độ axit trong nước tăng cao khác nhau. Giới khoa học chưa xác định được.
Nhà sinh thái học Christina Roggatz lưu ý không phải lúc nào quá trình axit hóa cũng làm giảm sự nhạy cảm với hóa chất. Một nghiên cứu chỉ ra cua ẩn sĩ bị thu hút nhiều hơn bởi một tín hiệu hóa học cụ thể.
Bà Roggatz cũng cảnh báo axit hóa có thể làm đảo lộn sự cân bằng của quá trình trao đổi hóa chất trong đại dương. Nhà sinh thái học này phát hiện độ axit tăng kết hợp nhiệt độ tăng khiến độc tính của saxitoxin (chất độc thần kinh từ động vật có vỏ ngộ độc) và tetrodotoxin (chất độc từ cá nóc, bạch tuộc đốm xanh) tăng lên.
Từng có một đại dương cổ tồn tại ở Ấn Độ Dương?
Phân tích các 'lỗ hổng trọng lực' xuất hiện ở Ấn Độ Dương cho thấy, trước khi lục địa Ấn Độ được đẩy về Á - Âu, đã có một đại dương cổ tồn tại ở khu vực này.
Các nhà khoa học phát hiện một "lỗ hổng trọng lực" ở Ấn Độ Dương, nơi lực hấp dẫn của Trái đất ở mức thấp nhất khiến khối lượng mọi vật tại đây nhẹ hơn bình thường.
Sự bất thường này đã khiến các nhà địa chất bối rối trong một thời gian dài. Mới đây, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Ấn Độ ở Bengaluru, Ấn Độ, đã tìm ra lời giải thích cho sự hình thành của lỗ hổng này. Đó là do những khối đá nóng chảy mắc ma (magma) hình thành sâu bên trong hành tinh bị các vỉa chìm của một mảng kiến tạo trước đây làm xáo trộn.
Để đi đến giả thuyết này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy tính để mô phỏng sự hình thành của khu vực này từ 140 triệu năm trước. Những phát hiện này đã được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Geophysical Research Letters, xoay quanh một đại dương cổ đại đã không còn tồn tại.
Theo một nghiên cứu mới, mực nước biển giảm hơn 100 m tại "lỗ trọng lực" được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1948. (Ảnh: ESA)
Con người vẫn thường nghĩ về Trái đất như một khối cầu hoàn hảo, tuy nhiên thực tế lại khác xa với lý thuyết. Cả Trái đất và trường hấp dẫn của Trái đất đều không phải hình khối cầu hoàn hảo. Do trọng lực này tỉ lệ thuận với khối lượng nên hình dạng trường hấp dẫn của hành tinh phụ thuộc vào sự phân bổ khối lượng bên trong.
Đồng tác giả nghiên cứu Attreyee Ghosh, nhà địa vật lý và phó giáo sư tại Trung tâm Khoa học Trái đất thuộc Viện Khoa học Ấn Độ cho biết: "Trái đất về cơ bản là một củ khoai tây sần sùi. Vì vậy, về mặt kỹ thuật, nó không phải là hình cầu, mà là hình elip, bởi vì khi hành tinh quay, phần giữa phình ra bên ngoài".
Hành tinh của chúng ta không đồng nhất về mật độ và tính chất của nó, với một số khu vực có bề dày lớn hơn những khu vực khác - điều này ảnh hưởng đáng kể đến bề mặt Trái đất và lực hấp dẫn khác nhau của Trái đất lên các điểm này. Thử hình dung bề mặt Trái đất hoàn toàn được một đại dương tĩnh lặng bao phủ, sự biến đổi trường hấp dẫn của hành tinh có thể tạo ra những chỗ phình ra và lõm vào trên đại dương tưởng tượng này.
Tương ứng với đó, sẽ có những khu vực có khối lượng lớn hơn và những khu vực có khối lượng nhỏ hơn. Hình dạng thu được - gọi là geoid - xuất hiện các u nhỏ, không đều nhau như cục bột nhào.
Điểm thấp nhất trên geoid của Trái đất là một vùng trũng hình tròn nằm ở Ấn Độ Dương, thấp hơn mực nước biển trung bình 105 m. Đây chính là "hố trọng lực" của Trái đất.
Điểm bắt đầu của "hố trọng lực" ở Ấn Độ Dương nằm ở ngay ngoài mũi phía nam của Ấn Độ và có diện tích khoảng 3 triệu km2. Sự tồn tại của hố này lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà địa vật lý người Hà Lan Felix Andries Vening Meinesz vào năm 1948, trong một cuộc khảo sát trọng lực từ một con tàu.
"Cho đến nay, đó là mức thấp nhất trên geoid của Trái đất và nó vẫn chưa được giải thích chính xác", bà Ghosh nói.
Để tìm ra câu trả lời, bà Ghosh và các đồng nghiệp đã sử dụng mô hình máy tính mô phỏng lại khu vực này vào 140 triệu năm trước để quan sát bức tranh toàn cảnh về mặt địa chất. Từ điểm xuất phát đó, nhóm đã thực hiện 19 cuộc mô phỏng cho đến ngày nay, tái tạo lại sự dịch chuyển của các mảng kiến tạo và những thay đổi của lớp phủ trong 140 triệu năm qua.
Với mỗi mô phỏng, nhóm nhà khoa học thay đổi các tham số ảnh hưởng tới sự hình thành các chùm magma dưới lớp phủ ở Ấn Độ Dương. Sau đó, họ so sánh hình dạng của geoid thu được từ các mô phỏng khác nhau với geoid thực sự của Trái đất thu được bằng các quan sát vệ tinh.
6 trên tổng số 19 kịch bản được đưa ra cùng dẫn đến kết luận rằng, một mức geoid thấp có hình dạng và biên độ tương tự như trường hợp ở Ấn Độ Dương đã hình thành. Với mỗi mô phỏng trong số này, vùng geoid thấp ở Ấn Độ Dương có những luồng magma nóng, mật độ thấp bao quanh.
Những chùm magma kết hợp với các cấu trúc xung quanh của lớp phủ, có thể giải thích cho hình dạng và biên độ của geoid thấp. Đây cũng là nguyên nhân hình thành "lỗ trọng lực", chuyên gia Ghosh giải thích.
Các mô phỏng đã được chạy với các tham số khác nhau về mật độ của magma. Điều đáng chú ý là trong những mô phỏng không có các chùm khói do chùm magma tạo ra, mức geoid thấp không hình thành.
Bà Ghosh cho biết bản thân những chùm khói này bắt nguồn từ sự biến mất của một đại dương cổ đại khi vùng Ấn Độ Dương trôi dạt và cuối cùng va chạm với châu Á hàng chục triệu năm trước.
"Ấn Độ Dương nằm ở vị trí hoàn toàn khác vào 140 triệu năm trước, và có một đại dương nằm giữa mảng kiến tạo Ấn Độ Dương và châu Á. Ấn Độ Dương sau đó bắt đầu di chuyển về phía bắc khiến đại dương này biến mất và thu hẹp lại khoảng cách giữa Ấn Độ Dương và châu Á", bà Ghosh giải thích.
Khi mảng Ấn Độ tách ra khỏi siêu lục địa Gondwana để va chạm với mảng Á - Âu, mảng Tethys hình thành đại dương giữa các mảng kể trên đã bị hút chìm vào trong lớp phủ.
Trải qua hàng chục triệu năm, các vỉa của mảng Tethys chìm xuống lớp phủ bên dưới, khuấy động một vùng magma nóng bên dưới khu vực phía đông châu Phi. Từ đó thúc đẩy sự hình thành các đám khói, tạo ra các chùm magma mang vật chất có mật độ thấp đến gần bề mặt Trái đất hơn.
Tuy nhiên, chuyên gia Himangshu Paul tại Viện nghiên cứu địa vật lí quốc gia ở Ấn Độ lưu ý, không có bằng chứng địa chấn rõ ràng nào cho thấy các chùm magma mô phỏng thực sự có hiện diện ở dưới Ấn Độ Dương.
Ông cho rằng, vẫn còn những yếu tố khác chưa được khám phá đằng sau geoid thấp, như vị trí chính xác của các vỉa Tethys cổ đại. "Trong các mô phỏng không thể bắt chước chính xác những gì diễn ra tự nhiên", ông nói.
Chuyên gia Bernhard Steinberger tại Trung tâm Nghiên cứu Đức về Khoa học Địa chất nhận định, những mô hình mới cho thấy geoid thấp có liên quan nhiều đến các chùm magma và vỉa bao quanh nó hơn là bất kì cấu trúc cụ thể nào bên dưới.
Khả năng săn mồi của loài sinh vật biển cổ đại giống tôm Với các phần phụ mọc ra từ đầu và miệng cứng, một sinh vật giống tôm cổ đại được cho là kẻ săn mồi đỉnh cao vào thời bấy giờ. Anomalocaris canadensis là một trong những loài động vật biển lớn nhất sống cách đây 508 triệu năm. Sinh vật biển này nổi tiếng đáng sợ. Bởi, các nhà cổ sinh vật học...
