Giải mã nguyên nhân sa mạc trở nên lạnh lẽo vào ban đêm

Nếu tham gia một chuyến đi trong ngày tại Sahara, vùng sa mạc rộng lớn thuộc Bắc Phi, du khách cần chuẩn bị nhiều nước và kem chống nắng để đối phó với cái nóng khắc nghiệt. Tuy nhiên, nếu dự định ở lại qua đêm, một chiếc túi ngủ giữ ấm là vật dụng không thể thiếu.

Câu hỏi đặt ra là: Vì sao sự thay đổi nhiệt độ mạnh mẽ như vậy lại xảy ra ở những vùng khô cằn như Sahara? Và bằng cách nào các loài sinh vật bản địa có thể thích nghi với sự biến động nhiệt độ khắc nghiệt đó?

Theo các chuyên gia, nguyên nhân chính khiến những vùng sa mạc khô cằn – vốn chiếm khoảng 35% diện tích bề mặt Trái đất – trở nên quá nóng vào ban ngày và quá lạnh vào ban đêm là do sự kết hợp của hai yếu tố: cát và độ ẩm.

Ảnh: Pexel.

Một báo cáo năm 2008 từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA, đặt tại Pasadena, bang California (Mỹ) cho biết: khi ánh sáng và nhiệt lượng từ Mặt trời chiếu xuống bề mặt sa mạc, các hạt cát ở lớp trên cùng hấp thụ và sau đó giải phóng nhiệt vào không khí. Ban ngày, bức xạ nhiệt từ cát khiến không khí xung quanh nóng lên nhanh chóng. Tuy nhiên, đến ban đêm, phần lớn nhiệt lượng tích tụ trong cát lại nhanh chóng tỏa ra, và do không còn ánh Mặt trời, môi trường xung quanh cũng nguội lạnh nhanh.

Dù vậy, hiện tượng này chưa đủ để lý giải sự sụt giảm nhiệt độ mạnh mẽ nói trên. Nguyên nhân cốt lõi nằm ở độ ẩm không khí. Ở các sa mạc khô cằn như Sahara hay sa mạc Atacama tại Chile, độ ẩm – tức lượng hơi nước trong không khí – gần như bằng 0. Khác với cát, nước có khả năng giữ nhiệt rất tốt. Hơi nước trong không khí giống như một tấm chăn vô hình, giữ nhiệt ở gần mặt đất và làm chậm quá trình mất nhiệt. Trong khi đó, không khí khô không có lớp bảo vệ này, khiến năng lượng tỏa ra nhanh chóng, dẫn tới tình trạng lạnh sâu vào ban đêm.

Bất chấp những biến đổi nhiệt độ khắc nghiệt như vậy, hệ sinh vật tại sa mạc đã thích nghi đáng kinh ngạc. “Thách thức lớn nhất đối với động vật sa mạc không phải là nhiệt độ mà là làm sao kiếm đủ thức ăn và nước uống để tồn tại”, ông Dale DeNardo, nhà sinh lý học môi trường tại Đại học bang Arizona (Mỹ), chuyên nghiên cứu về các loài động vật sa mạc, cho biết.

Bò sát là nhóm động vật đa dạng và phổ biến nhất tại sa mạc, nổi bật nhờ khả năng thích nghi cao với môi trường khắc nghiệt. Là loài máu lạnh, chúng không cần tiêu tốn năng lượng để duy trì nhiệt độ cơ thể, và với kích thước nhỏ bé, chúng dễ dàng tìm nơi trú ẩn râm mát vào ban ngày và chui vào các khe đá ấm hơn vào ban đêm.

Trái lại, những loài động vật có vú lớn như lạc đà – không thể trốn tránh ánh nắng hay để nhiệt độ cơ thể giảm xuống – lại thích nghi bằng cách duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định trong cả điều kiện nóng và lạnh. Lạc đà có lớp mỡ dày và bộ lông rậm rạp giúp chúng hạn chế hấp thụ nhiệt vào ban ngày và giữ ấm vào ban đêm.

Các loài chim sa mạc lại sử dụng chiến lược làm mát bay hơi để điều hòa thân nhiệt. Giống như con người đổ mồ hôi hoặc chó thở để hạ nhiệt, nhiều loài chim truyền nhiệt ra khỏi cơ thể bằng nước qua các phương pháp khác nhau – thậm chí một số loài kền kền còn đi tiểu lên chân để làm mát.

Còn đối với thực vật – nhóm sinh vật không thể di chuyển – thì việc sống sót tại sa mạc là một thách thức lớn hơn nhiều. Những loài cây biểu tượng như xương rồng đã phát triển nhiều cơ chế phòng vệ như gai nhọn hay chất độc để bảo vệ lượng nước quý giá khỏi sự săn mồi. Tuy nhiên, nhiệt độ đóng băng vào ban đêm có thể gây chết cây nếu nước trong mô thực vật bị đóng băng và giãn nở, dẫn đến tổn thương không thể phục hồi. Do đó, thực vật sa mạc thường chỉ phát triển ở những khu vực mà nhiệt độ không khí không xuống dưới mức đóng băng quá vài giờ mỗi đêm – còn được gọi là vùng băng giá.

Bảo Ngọc (t/h)