Tảo tuyết ở Nam Cực: Sinh vật tí hon khiến băng trắng thay màu và tan nhanh

Ai cũng nghĩ Nam Cực là vùng đất không một mảng xanh—một sa mạc băng giá vĩnh cửu. Thực tế lại cho thấy ở vài khu vực ven bờ, một dạng sinh vật siêu nhỏ đang tồn tại, sinh sản và làm thay đổi diện mạo của mặt băng: tảo tuyết. Bài viết này giải thích cách chúng sống, nguyên nhân khiến tuyết đổi màu, và tác động môi trường mà hiện tượng này có thể gây ra.

Sinh cảnh và nơi tập trung của tảo tuyết

Tảo tuyết không mọc như cây trên đất đá; chúng sống chủ yếu trong lớp nước mỏng khi tuyết tan, thường xuất hiện ở vùng bờ lục địa, các đảo ven biển và dải đất ấm hơn trên bán đảo Nam Cực. Những nơi này, như khu vực phía tây bán đảo Nam Cực, có nhiệt độ mùa hè đôi khi vượt quá 0°C, đủ để kích hoạt các mảnh tảo sinh sôi. Một ví dụ thực địa nổi bật là trạm Vernadsky của Ukraine trên đảo Galindez, nơi thảm tảo thường xuất hiện rực rỡ vào mùa ấm.

Ai là “nhân vật chính” trong cộng đồng tảo?

Loại tảo được biết đến nhiều nhất ở Nam Cực là Chlamydomonas nivalis — một tảo đơn bào có khả năng thích nghi ấn tượng. Ngoài ra, các chi khác như Sanguina, Chloromonas và thành viên lớp Trebouxiophyceae cũng góp mặt. Mỗi nhóm mang theo hệ sắc tố riêng, khiến bề mặt tuyết xuất hiện những mảng màu khác nhau.

Cơ chế đổi màu theo chu kỳ sống

Trong điều kiện ấm hơn của mùa sinh trưởng, tế bào tảo tồn tại ở trạng thái di động với nhiều lục lạp, dẫn đến sắc xanh lá đặc trưng. Khi chúng bùng phát sinh sản trên diện rộng, các mảng tuyết có thể trông giống như những “đồng cỏ” xanh giữa băng. Ngược lại, khi vào thời kỳ khắc nghiệt, tế bào chuyển thành bào tử nghỉ màu đỏ, tích lũy sắc tố carotenoid astaxanthin để chống lạnh và tia UV; hiện tượng này tạo nên gọi là “tuyết dưa hấu” với những mảng đỏ hồng trên nền trắng.

Tảo và cộng đồng sinh vật biển: mối liên hệ dinh dưỡng

Đất liền ở Nam Cực nghèo dinh dưỡng. Vì vậy, phân của chim cánh cụt, chim biển skua hay hải cẩu trở thành nguồn phân bón quan trọng, giàu nitơ và phốt pho, hỗ trợ sự phát triển tảo. Khảo sát thực địa cho thấy hơn 60% diện tích thảm tảo tập trung trong bán kính 5 km quanh các thuộc địa chim cánh cụt — minh chứng rõ ràng cho vai trò hỗ trợ dinh dưỡng từ động vật biển.

Ảnh hưởng tới phản xạ bề mặt và vòng phản hồi khí hậu

Sự thay đổi màu sắc bề mặt tuyết đi kèm một hệ quả quan trọng: giảm khả năng phản xạ ánh sáng. Tuyết trắng thuần thường phản xạ khoảng 80% bức xạ mặt trời; khi bị phủ những mảng tảo sẫm màu, bề mặt hấp thụ nhiều năng lượng hơn, dẫn tới tan chảy nhanh hơn. Đây không phải hiện tượng đơn lẻ mà là phần của một vòng phản hồi tích cực: nhiệt độ tăng tạo điều kiện cho tảo phát triển → tảo làm sẫm màu tuyết → tuyết hấp thụ thêm nhiệt → băng tan nhanh hơn → lại tạo môi trường ẩm tốt hơn cho tảo mở rộng.

Bằng chứng về sự lan rộng: con số và ý nghĩa

Một nghiên cứu phối hợp giữa Đại học Cambridge và Viện Khảo sát Nam Cực Anh, công bố trên Nature Communications năm 2020, sử dụng dữ liệu vệ tinh và quan sát thực địa để xác định 1.679 mảng tảo tuyết trên bán đảo Nam Cực. Tổng diện tích ước tính của các mảng này là 1,95 triệu mét vuông, với sinh khối khoảng 1.300 tấn. Những con số này cho thấy tảo tuyết không chỉ đơn thuần là hiện tượng địa phương mà đã đạt quy mô đủ lớn để tác động tới hệ thống băng tuyết và cân bằng năng lượng khu vực.

Những hệ lụy và câu hỏi mở cho khoa học

Mặc dù bề ngoài nhiều màu sắc tạo nên cảnh tượng đẹp đẽ, sự bùng nổ của tảo tuyết là dấu hiệu về quá trình thay đổi hệ sinh thái cực. Các mô hình khí hậu dự báo rằng, cùng với xu thế ấm dần toàn cầu, diện tích phân bố của tảo này có thể tiếp tục tăng. Điều đó đặt ra nhiều thách thức: làm thế nào để dự báo chính xác tầm ảnh hưởng của tảo lên tốc độ tan băng; đâu là mối tương tác phức tạp giữa tảo, cộng đồng chim biển và biến động khí hậu; và cuối cùng, chúng ta có thể sử dụng dữ liệu tảo tuyết như một chỉ báo sớm cho các thay đổi toàn cầu hay không?

Kết luận: dấu hiệu nhỏ, hệ quả lớn

Tảo tuyết là minh chứng rõ ràng cho sức mạnh của các hệ sinh thái vi mô: những tế bào đơn bào bé nhỏ có thể làm thay đổi cách mặt băng phản xạ ánh sáng, từ đó góp phần thúc đẩy quá trình tan chảy. Việc quan sát, lập bản đồ và nghiên cứu kỹ hơn các mảng tảo này sẽ giúp chuyên gia khí hậu hiểu rõ hơn về các vòng phản hồi tại cực và cung cấp dữ liệu cần thiết để dự báo tương lai của băng biển. Dù mang vẻ đẹp kỳ thú, những mảng màu đỏ, xanh trên tuyết cần được nhìn nhận như một cảnh báo quan trọng về độ nhạy cảm của hệ thống khí hậu.