Giải mã hàng triệu 'vòng tròn thần tiên' trên sa mạc Châu Phi

[sunshine1104]

Những mảng đất trống hình tròn rộng khoảng vài mét và không có cỏ mọc trên sa mạc Namib khiến các chuyên gia bối rối suốt nhiều thập kỷ.


Ôtô chạy qua khu bảo tồn thiên nhiên NamibRand, một trong những nơi có vòng tròn thần tiên ở Namibia. Ảnh: Stephan Getzin

Cách bờ biển ở sa mạc Namib khoảng 80 - 140 km, có hàng triệu vòng tròn thần tiên - những mảng trống hình tròn trên đồng cỏ, mỗi mảng rộng vài mét. Các nhà khoa học đã băn khoăn về nguồn gốc của chúng suốt gần nửa thế kỷ. Hai giả thuyết được nhắc đến nhiều nhất là hoạt động của mối hoặc cây cối tự sắp xếp bằng cách nào đó.

Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia tại Đại học Göttingen chỉ ra, cỏ trong vòng tròn thần tiên chết ngay sau khi mưa, nhưng hoạt động của mối không gây ra các mảng trống. Thay vào đó, các phép đo độ ẩm đất liên tục chứng minh rằng cỏ xung quanh làm cạn kiệt nước trong vòng tròn, từ đó có thể làm chết cỏ bên trong. Kết quả nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics hôm 20/10.

Nhóm chuyên gia lắp đặt nhiều cảm biến độ ẩm của đất trong và xung quanh các vòng tròn thần tiên để đo hàm lượng nước từ mùa khô năm 2020 đến cuối mùa mưa 2022. Dữ liệu cho thấy khoảng 10 ngày sau khi mưa, cỏ trong các vòng tròn bắt đầu chết và hầu hết khu vực bên trong vòng tròn hoàn toàn không có cỏ nảy mầm. 20 ngày sau khi mưa, cỏ trong vòng tròn chết hẳn và chuyển màu vàng úa trong khi những đám cỏ xung quanh vẫn xanh tươi.

Khi kiểm tra rễ của cỏ trong vòng tròn và so sánh với cỏ xanh bên ngoài, nhóm nghiên cứu nhận thấy rễ của cỏ trong vòng tròn dài bằng hoặc thậm chí dài hơn rễ bên ngoài. Điều này cho thấy cỏ đang nỗ lực phát triển rễ để tìm kiếm nước.

Nhóm nghiên cứu không tìm thấy bằng chứng về việc mối ăn rễ cây. Khi phân tích dữ liệu về biến động độ ẩm của đất, họ nhận thấy sự sụt giảm nước của phần đất bên trong và bên ngoài vòng tròn diễn ra rất chậm sau đợt mưa đầu tiên, khi cỏ chưa mọc. Tuy nhiên, khi cỏ xung quanh đã phát triển tốt, sự sụt giảm nước trong đất sau mưa diễn ra rất nhanh ở mọi khu vực, kể cả khi hầu như không có cỏ trong các vòng tròn để hấp thụ nước.

Getzin giải thích, dưới nắng nóng dữ dội ở Namib, cỏ liên tục thoát hơi nước và mất nước. Do đó, chúng tạo ra các "buồng đất ẩm" xung quanh rễ và nước được hút về phía đó. "Kết quả của chúng tôi khớp với kết quả của các nhà nghiên cứu khác cho thấy nước trong đất tản ra nhanh chóng theo chiều ngang trong loại cát này, kể cả trong khoảng cách lớn hơn 7 mét", tiến sĩ Stephan Getzin tại Khoa Mô hình Hệ sinh thái thuộc Đại học Göttingen cho biết.

"Bằng cách tạo ra cảnh quan với những vòng tròn thần tiên cách đều nhau, cỏ đóng vai trò như kỹ sư sinh thái và hưởng lợi trực tiếp từ nguồn nước được cung cấp bởi các mảng trống thực vật", ông nói thêm.

Nghiên cứu mới giúp giới khoa học hiểu thêm về các hệ sinh thái tương tự, đặc biệt là liên quan đến biến đổi khí hậu, vì khả năng tự sắp xếp của thực vật giúp chống lại những tác động tiêu cực xảy ra khi môi trường ngày càng khô hạn.