Nếu Trái đất hết rêu thì tương lai loài người bị đe dọa
Rêu đang bị đe dọa ngày càng tăng trên Trái đất do sự xáo trộn bởi chăn nuôi, thu hoạch quá mức, giải phóng mặt bằng và thậm chí thay đổi khí hậu là những mối đe dọa lớn nhất.
Rêu đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái – Ảnh: Internet
Giống như một tấm thảm xanh tươi hơn là một khu rừng hay đồng cỏ, loài rêu khiêm nhường này có sức mạnh đáng kinh ngạc. Không ai tin một loài thực vật nhỏ bé như vậy lại có ảnh hưởng lớn đến Trái đất. Trong một nghiên cứu đáng kinh ngạc mới đây, các nhà nghiên cứu vừa mới khám phá ra tầm quan trọng của nhóm thực vật đa dạng này đối với các hệ sinh thái trên khắp thế giới.
David Eldridge, nhà sinh thái học tại Đại học New South Wales, Úc, thốt lên: “Chúng tôi vô cùng sửng sốt khi phát hiện ra rằng rêu đang làm tất cả những điều tuyệt vời này.”
Lấy mẫu rêu từ hơn một trăm địa điểm trên tám hệ sinh thái khác nhau, Eldridge và các đồng nghiệp ước tính quần thể của loài thực vật này có diện tích đáng kinh ngạc là 9,4 triệu km2 trong các loại môi trường được họ khảo sát. Con số này có thể so sánh với kích thước của Trung Quốc hoặc Canada.
Là tổ tiên của tất cả các loài thực vật đang sinh sôi ngày nay, những sinh vật cổ đại này có cấu trúc đơn giản hơn so với những hậu duệ của chúng, với các nhánh đầy những chiếc lá nhỏ, thường chỉ dày cỡ một tế bào. Nhưng điều đó không làm cho rêu kém vĩ đại đi chút nào.
Eldridge nói: “Rêu không có hệ thống mạch nước mà một loại thực vật thông thường có. Nhưng rêu sinh tồn bằng cách hút nước từ khí quyển. Và một số loài rêu, giống như những loài ở vùng khô hạn của Úc, có khả năng cuộn lại khi chúng khô đi mà chúng không c.hết – chúng sống trong trạng thái “ngủ đông” dài. Chúng tôi đã thực hiện việc đem rêu bị cuộn sau 100 năm ra thử nghiệm, phun nước vào chúng và xem chúng sống lại. Các tế bào của chúng không bị p.hân h.ủy như thực vật thông thường”.
Rêu thiếu hệ thống mạch dẫn nước cho phép thực vật có mạch phát triển cao và hút nước từ bên dưới đất. Điều này giữ cho chúng có kích thước tương đối ngắn và chúng phát triển mối liên hệ mật thiết với các lớp đất trên cùng.
Rêu có khả năng hấp thụ cao và có thể hút các hạt bụi trong không khí. Một số hạt này được kết hợp vào đất bên dưới. Không có gì đáng ngạc nhiên khi chúng có tác động mạnh mẽ đến đất như vậy. Các nhà nghiên cứu đã so sánh đất có rêu và không có rêu ở mỗi khu vực nghiên cứu của họ và nhận thấy các chất dinh dưỡng di chuyển nhiều hơn trong đất có rêu, làm tăng chu kỳ của mọi thứ từ nitơ và phốt pho đến chất hữu cơ. Đặc biệt, mô phỏng của nhóm Eldridge cho thấy rằng, trên toàn cầu, rêu lưu trữ nhiều carbon hơn 6,4 gigaton so với đất trọc.
Hay nói cách khác, chỉ cần mất 15% diện tích đất phủ rêu trên toàn cầu sẽ tương đương với việc toàn cầu xả lượng khí thải carbon dioxide từ tất cả các sử dụng đất trong một năm, chẳng hạn như phát quang và chăn thả gia súc.
Eldridge giải thích: “Bạn tạo ra các loại khí thải toàn cầu từ hoạt động sử dụng đất, chẳng hạn như chăn thả gia súc, dọn sạch thảm thực vật và các hoạt động liên quan đến nông nghiệp. Chúng tôi nghĩ rằng diện tích đất có rêu đang hấp thụ carbon dioxide gấp sáu lần lượng đó”.
Hơn nữa, nhóm nghiên cứu nhận thấy rêu dường như kìm giữ các mầm bệnh tiềm tàng. Đất là một kho chứa mầm bệnh đất khổng lồ, nhưng đất bên dưới rêu có tỷ lệ mầm bệnh thực vật thấp hơn. Các cuộc khảo sát đã đếm được ít mầm bệnh thực vật tiềm tàng hơn trong đất nơi rêu sinh sống và các gien kháng sinh cực kỳ ít có trong hệ vi sinh vật của môi trường rêu sống so với các khu vực không có thảm thực vật. Rêu có thể giúp giảm tải mầm bệnh trong đất. Khả năng này có thể bắt nguồn từ khi rêu phát triển thành thực vật trên cạn.
Eldridge và các đồng nghiệp đưa ra giả thuyết trong báo cáo của họ: “Chúng tôi cho rằng sự gia tăng lượng carbon trong đất bên dưới rêu có thể làm giảm sự cạnh tranh của vi sinh vật và nhu cầu tạo ra các gien kháng sinh của chúng”.
Video đang HOT
Những đám rễ nông của rêu giúp giữ đất lại với nhau, tạo ra một bề mặt ổn định cho sự phát triển liên tiếp của thực vật dẫn đến các hệ sinh thái phức tạp hơn. Có thể dự đoán các loài rêu sống lâu ngậm nhiều carbon trong đất hơn và kiểm soát mầm bệnh thực vật tốt hơn so với rêu sống ngắn ngày.
Và sau những xáo trộn lớn như núi lửa phun trào, rêu là một trong những sinh vật quay trở lại sinh sôi sớm nhất, chỉ sau vi khuẩn lam và tảo.
Không phải tất cả rêu đều như nhau
Mật độ cao của thảm và rêu cỏ như Sphagnum, Hylocomium và Ptilium, đóng góp nhiều nhất cho đa dạng sinh học đất và hệ sinh thái, đặc biệt là ở những khu vực cây cối không mọc được, như sa mạc và lãnh nguyên.
Khả năng của rêu trong việc hỗ trợ hệ sinh thái hay một cộng đồng vi khuẩn, nấm và động vật không xương sống đa dạng mạnh nhất ở những địa điểm có nhiều rêu tạo thảm và cỏ như Sphagnum, phân bố rộng rãi trong các khu rừng phương bắc.
Sphagnum có tác động tích cực nhất đối với sự đa dạng của vi khuẩn, nấm và động vật không xương sống cũng như cung cấp chất dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn.
Rêu thuộc họ Pottiaceae đặc biệt thích hợp sinh sống trong điều kiện khô hạn và khắc nghiệt. Nhiều loài có cấu trúc đặc biệt cho phép chúng tồn tại khi khan hiếm nước. Chúng có dạng những chiếc lá hình chiếc thuyền với những chiếc lá dài có lông giúp đưa nước vào trung tâm của cây. Một số loài rêu quấn quanh thân để giảm diện tích tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và bảo tồn độ ẩm.
Rêu sa mạc cũng bảo vệ đất khỏi xói mòn, ảnh hưởng đến lượng nước di chuyển qua các lớp trên và thậm chí làm thay đổi cơ hội sống sót của cây con.
Bảo vệ rêu
Eldridge kết luận: “Những gì chúng tôi cho thấy trong nghiên cứu của mình là nơi nào bạn có rêu, nơi đó bạn có mức độ tốt hơn về sức khỏe của đất, chẳng hạn như nhiều carbon và nhiều nitơ hơn. Rêu có thể cung cấp phương tiện hoàn hảo để khởi động quá trình phục hồi đất đô thị và khu vực tự nhiên bị suy thoái nghiêm trọng”.
Nhìn chung, nghiên cứu của nhóm Eldridge cho thấy rêu ảnh hưởng đến các quá trình quan trọng của đất và hoạt động theo cách tương tự như thực vật có mạch. Tác động của chúng có thể không mạnh bằng, nhưng toàn bộ lớp phủ của rêu có ý nghĩa khi tính quy mô trên toàn cầu.
Nhưng rêu đang bị đe dọa ngày càng tăng trên Trái đất do sự xáo trộn bởi chăn nuôi, thu hoạch quá mức, giải phóng mặt bằng và thậm chí thay đổi khí hậu là những mối đe dọa lớn nhất.
Chúng ta cần một sự thừa nhận lớn hơn về các lợi ích mà rêu đất cung cấp cho tất cả sự sống trên hành tinh này. Điều này có nghĩa là giáo dục nhiều hơn về những lợi ích tích cực của chúng, xác định và giảm thiểu các mối đe dọa chính mà chúng gặp phải và đưa chúng vào các chương trình giám sát thường xuyên.
Rêu đất có ở khắp mọi nơi, nhưng tương lai của chúng không được đảm bảo. Chúng có khả năng đóng vai trò ngày càng quan trọng khi thực vật có mạch suy giảm trong điều kiện khí hậu toàn cầu nóng hơn, khô hơn và biến đổi hơn được dự đoán.
Anh Tú
Tại sao núi lửa dưới biển không bị nước biển dập tắt?
Chúng ta đều biết được rằng nước có thể dập tắt được lửa, không ở đâu nhiều nước bằng đại dương.
Thế nhưng tại sao nước ở đó vẫn không thể dập tắt được núi lửa?
Khi nghĩ về núi lửa, nhiều người có thể sẽ tưởng tượng ra một ngọn núi hình nón cao chót vót đang tỏa ra một cột khói dày đặc, trông giống như một ngọn núi đang phun trào. Hơn nữa sau khi núi lửa phun trào, một lượng lớn tro núi lửa màu trắng sẽ rơi xuống cả một vùng rộng lớn. Vì vậy, nhiều người trong tiềm thức nghĩ rằng núi lửa thực sự có thể phun trào ra lửa.
Nhưng nếu chúng ta quan sát cận cảnh các ngọn núi lửa, thì hoàn toàn không phải vậy. Bởi vì dung nham (magma) do núi lửa phun trào thực chất là một chất lỏng có nhiệt độ cao, về bản chất, nó hoàn toàn khác với lửa.
Những bức ảnh chụp cận cảnh dung nham cho thấy rõ ràng rằng chúng là chất lỏng. Khi chúng ta học vật lý từ hồi còn đi học, chúng ta sẽ biết sự biến đổi của ba pha vật chất: Khí, lỏng và rắn liên quan đến điểm nóng chảy và điểm sôi.
Lấy nước làm ví dụ, nhiệt độ nóng chảy của nước là 0 độ C và nhiệt độ sôi là 100 độ C. Khi nhiệt độ thấp hơn 0 độ C, chúng ta thấy nước rắn- nước đá; khi nhiệt độ nằm trong khoảng giữa 0 độ C và 100 độ C, chúng ta thấy nước ở dạng lỏng; khi nhiệt độ cao hơn 100 độ C, nước sẽ ở thể khí- hơi nước.
Về cơ bản, tất cả các chất đều như vậy, có điểm nóng chảy và điểm sôi, và thay đổi trạng thái pha theo nhiệt độ. Magma là đá nóng chảy do thành phần đá phức tạp, nhiệt độ nóng chảy và sôi của các thành phần khác nhau bên trong không đồng nhất nên hầu hết magma thực chất là hỗn hợp rắn, lỏng và khí. Ngược lại, ngọn lửa xuất hiện khi núi lửa phun trào là một quá trình các chất dễ cháy giải phóng ánh sáng và nhiệt. Trong ngọn lửa này, các thành phần vật chất chính là carbon dioxide, hơi nước, oxy, nitơ và các loại khí khác.
Sau khi hiểu rằng thứ mà núi lửa phun trào là magma, và magma là vật thể nóng chảy ở nhiệt độ cao chứ không phải lửa, bạn sẽ có thể hiểu rằng khi núi lửa ngầm phun trào, magma xâm nhập vào nước biển thực chất giống như để một cái vòi liên tục phun nước nóng vào bể chứa nước lạnh - nước lạnh làm mát nước nóng, nhưng không làm nước nóng biến mất theo cách giống như nước dập lửa. Bởi vậy nước biển không thể dập tắt được những ngọn núi lửa ngầm dưới biển.
Bởi vì núi lửa là sản phẩm của sự lưu thông nhiệt và vật chất cấp hành tinh nên những ngọn núi lửa này vẫn liên tục hoạt động. Toàn bộ Trái đất thực ra đều vận hành theo những quy luật cơ bản của vật lý và hóa học. Những quy luật này chúng ta đều đã được học ở trường trung học.
Ví dụ, sự hình thành và hoạt động của núi lửa có thể được giải thích bằng định luật thứ hai của nhiệt động lực học- nghe có vẻ rất chuyên nghiệp, nhưng nó lại rất gần gũi với cuộc sống của chúng ta: Nhiệt luôn tự phát từ nguồn nhiệt có nhiệt độ cao đến nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp.
Nếu lần ngược lại lịch sử tiến hóa của Trái đất trong 4,6 tỷ năm, chúng ta sẽ thấy tác dụng của quy luật này: Khoảng 4,6 tỷ năm trước, Trái đất dần dần được sinh ra bởi sự va chạm của vô số hành tinh, và năng lượng của sự va chạm đã được chuyển hóa thành nhiệt, khiến Trái Đất lúc bấy giờ giống như một quả cầu magma khổng lồ (toàn bộ hoặc phần lớn bề mặt là magma), và nhiệt độ bề mặt của nó cao tới hàng nghìn độ C.
Sau đó, vì magma có thể chảy được, vật liệu nặng sẽ chìm xuống và vật liệu nhẹ nổi lên. Khi vật chất nặng chìm xuống, thế năng hấp dẫn sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng; đồng thời, các nguyên tố phóng xạ ban đầu nằm rải rác trong các hành tinh sẽ tập hợp lại với nhau, phân rã liên tục và đồng thời giải phóng năng lượng.
Những năng lượng này giữ cho magma ở bên trong Trái Đất luôn ở trạng thái nóng lên. Nhưng đồng thời do nhiệt độ nền của vũ trụ rất thấp, trung bình là âm 270 độ C nên Trái Đất liên tục truyền nhiệt ra bên ngoài dưới dạng bức xạ nhiệt (có 3 cách truyền nhiệt: Dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt, nhưng vũ trụ là chân không, không có môi trường nên Trái Đất chỉ có thể truyền nhiệt ra bên ngoài dưới dạng bức xạ nhiệt). Vì nhiệt được truyền đi nên Trái Đất sẽ phải nguội đi, bề mặt Trái Đất nguội đi trước, vì vậy magma ở đây sẽ tạo thành đá, chính là lớp vỏ ban đầu.
Đến nay, Trái Đất đã phát triển theo cấu trúc về cơ bản là có 3 lớp: Vỏ, manti và nhân, nhiệt độ sẽ tăng ngày càng cao khi đi từ vỏ đến nhân. Đồng thời, do vật chất nặng không ngừng chìm xuống nên mật độ của nó ngày càng cao hơn - mật độ trung bình của lớp vỏ là 2,8g/cm3, mật độ trung bình của lớp manti là 4,59 g/cm3, mật độ trung bình của của lõi là 11 g/ cm3. Vì vậy, chúng ta cũng có thể nghĩ rằng lớp vỏ đang "nổi" trên lớp manti - giống như một tấm ván nổi trên mặt nước.
Do lớp vỏ rất mỏng so với manti và nhân nên độ dày trung bình của vỏ chỉ khoảng 17 km (33 km đối với vỏ lục địa và 10 km đối với vỏ đại dương). Ngược lại, độ dày của lớp manti tới 2.850 km. Do đó, sự chuyển động của lớp manti sẽ khiến cho những lớp đá rắn mỏng này bị xé toạc và di chuyển cùng với lớp manti.
Các phần của lớp vỏ Trái Đất bị xé nát trở thành các mảng, và khi lớp vỏ Trái Đất di chuyển, một số sẽ va chạm vào nhau và một số tách ra khỏi nhau.
Theo lẽ thường, có thể biết rằng ranh giới của các mảng tách rời này rất mỏng và dễ vỡ, vật liệu lớp phủ bên dưới chúng có thể dễ dàng phá vỡ sự phong tỏa của lớp đá và bị đẩy ra khỏi bề mặt - ở đây sẽ tạo thành một vành đai núi lửa dài dọc theo các ranh giới mảng.
Và khi các mảng ngày càng cách xa nhau, magma nguội đi sau khi núi lửa phun trào ở ranh giới mảng tạo thành một lớp mỏng, tức là lớp vỏ đại dương- bởi vì nó mỏng hơn nhiều so với lớp bên trong của mảng, nên nó sẽ trũng hơn các khu vực khác, theo thời gian, nước sẽ tích tụ lại tạo thành các đại dương.
Trên thực tế, đại dương được hình thành theo cách này và sự hình thành của đại dương cũng liên quan chặt chẽ đến sự chuyển động của các mảng.
Do đó, núi lửa ngầm thực chất là kết quả của sự chuyển động của các mảng, và hầu hết chúng là ranh giới của sự phân tách mảng. Kể từ Thế chiến II, với việc con người ngày càng đi sâu khám phá đại dương đã giúp cho chúng ta phát hiện ra các vành đai núi lửa ngầm dài, hầu hết nằm ở giữa đại dương, được gọi là các sống núi giữa đại dương. Chúng là những ngọn núi dài nhất thế giới, với tổng chiều dài khoảng 80.000 km.
Dùng khí cầu giải mã những âm thanh bí ẩn ở tầng bình lưu Trái Đất Ở độ cao hơn 21.300 m thuộc tầng bình lưu của Trái Đất, các nhà khoa học phát hiện ra những âm thanh 'bí ẩn' mà tai người không thể nghe thấy. Theo nhà khoa học Daniel Bowman thuộc phòng thí nghiệm Sandia ở New Mexico (Mỹ), trong tầng bình lưu của Trái Đất tồn tại một loại âm thanh ở tần số...
