Lớp đất phủ bảo vệ sự sống ở những nơi khô hạn, đang bị phá hủy bởi biến đổi khí hậu – theo một nghiên cứu mới.
Giống làn da bảo vệ cơ thể con người, lớp đất phủ bảo vệ sự sống ở những nơi khô hạn. “Lớp vỏ sinh học” này được tạo thành từ nấm, địa y, rêu, tảo xanh lam và các vi sinh vật khác, có nhiệm vụ giữ nước và tạo ra chất dinh dưỡng duy trì sự sống như nitơ và carbon cho các sinh vật.
“Lớp vỏ sinh học” bao phủ 12% diện tích đất trên Trái đất, và rất quan trọng với sức khỏe hành tinh nói chung chứ không riêng các khu vực khô hạn, vì nếu chúng biến mất, các sa mạc sẽ mở rộng. Và một nghiên cứu mới đã cho thấy lớp phủ đang bị phá hủy bởi biến đổi khí hậu.
Đến những năm 1980, lớp vỏ sinh học của các địa hình khô hạn mới bắt đầu được giới nghiên cứu để ý đến. Khi đó, tuy chưa thể xác định rõ thành phần, nhưng các nhà nghiên cứu giả định rằng lớp vỏ sinh học hẳn có thành phần ưa nhiệt, vì lớp phủ phát triển mạnh ở những nơi khô và nóng. Nhưng năm 2013, họ phát hiện nhiệt độ quá cao do biến đổi khí hậu đang làm thay đổi thành phần vi sinh vật trong lớp phủ. Mới đây, một nghiên cứu thực hiện ở đồng cỏ hoang sơ trong Công viên Quốc gia Canyonlands của Mỹ đã phát hiện một số loài địa y trong các lớp phủ không thể chịu được biến đổi khí hậu và đang dần biến mất.
Từ năm 1996 đến nay, mỗi năm hai lần, các nhà nghiên cứu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) lấy mẫu và thống kê số lượng địa y, rêu, nấm, vi khuẩn và các loài thực vật ở 12 khu đất có kích thước bằng sân bóng đá trong đồng cỏ của công viên Canyonlands. Nhóm USGS có thể so sánh các kết quả lấy mẫu và thống kê của họ với kết quả của một nghiên cứu tương tự được thực hiện ở Canyonlands vào cuối những năm 1960. Rất hiếm khi có được dữ liệu đầy đủ và dài hạn như vậy để theo dõi những thay đổi về địa chất theo thời gian.
Kể từ năm 1960 đến năm 1996, và từ năm 1996 đến nay, Tây Nam Hoa Kỳ đang ấm lên nhanh chóng và Canyonlands không phải là ngoại lệ. Các phép đo thời tiết trong 50 năm qua cho thấy nhiệt độ trong công viên đã tăng 0,27°C mỗi thập kỷ, và các mùa hè gần đây nóng đặc biệt.
Theo đà nóng lên này, hầu như tất cả các loại địa y đều đã suy giảm, đặc biệt là các loại địa y có khả năng chuyển đổi nitơ trong không khí thành dạng nitơ mà sinh vật có thể sử dụng, theo nhóm USGS vừa báo cáo trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. Vào năm 1967 và năm 1996, các loại địa y chuyển đổi nitơ chiếm khoảng 19% lớp vỏ sinh học; dù tỷ lệ cụ thể của từng năm có dao động lên xuống. Nhưng tỷ lệ này giảm đều đặn và đến nay chỉ còn 5% và không có dấu hiệu tăng trở lại.
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện, trước năm 2003, địa y đôi khi giảm tạm thời và tăng trở lại; nhưng gần đây luôn trên đà suy giảm. Vì thế nhóm USGS cho rằng lớp vỏ sinh học có thể đã đạt đến điểm giới hạn và cấu tạo sinh vật của lớp vỏ đã thay đổi vĩnh viễn. Sự suy giảm địa y là rất rõ ràng và đáng báo động, Kristina Young, nhà sinh thái học đất khô hạn tại Đại học Bang Utah, người thu thập dữ liệu khảo sát, cho biết.
Khi lớp vỏ sinh học biến mất, đất sẽ trở nên khô hơn và có nhiều khả năng bị thổi bay. Lớp vỏ sinh học thiếu địa y cũng sẽ tạo ra ít nitơ hơn, và do đó ít thực vật có thể sống sót hơn, để lại nhiều đất trống hơn. Sau đó, các loài động vật sống dựa vào thực vật sẽ suy giảm theo. Vì thế việc tổn hại lớp vỏ sinh học có thể gây ra tác động lớn đến toàn bộ hệ sinh thái, theo nhóm USGS.
Rủi ro vượt ra ngoài Canyonlands. Một nghiên cứu khác do nhà sinh thasihocj Bettina Weber tại Đại học Graz dẫn đầu đã ước tính, đến năm 2070, từ 25 – 40% lớp vỏ sinh học của Trái đất sẽ biến mất, môi trường sống của chúng ta sẽ có nhiều bụi hơn, đất kém ổn định và khô hơn, và nhiều loài sẽ không còn khả năng sống ở những nơi khô hạn này.
Các nhà nghiên cứu địa chất và sinh thái đang cố gắng phát triển lớp vỏ sinh học nhân tạo, và cấy chúng vào những nơi lớp phủ bị tổn hại, nhưng cách này không chắc tạo ra đủ chất dinh dưỡng để duy trì sự sống. Ngoài ra, việc phát triển tảo xanh lam và rêu đã có kết quả, nhưng địa y thì không, theo các nhà khoa học.
Nhóm USGS khuyến nghị cần có “các chiến lược giảm thiểu tác động đến khí hậu trên quy mô lớn”. “Ngoài ra, chúng ta không thể làm được gì nhiều,” nhóm USGS cho biết.
