Phát hiện vật chất bí ẩn trên bề mặt biển Baltic

Theo Live Science, những vòng xoáy lớn màu đỏ xuất hiện rõ rệt trên mặt biển khiến các nhà khoa học ban đầu không thể xác định được nguồn gốc. Tuy nhiên, một nghiên cứu công bố năm 2023 đã giải mã thành công hiện tượng này: chúng là kết tụ phấn hoa từ rừng thông ven biển.

Hình ảnh vệ tinh các lớp vật chất hữu cơ xoáy trên bề mặt vịnh Gdansk vào năm 2018 - Ảnh: ESA

Vật chất bí ẩn xoáy trên mặt biển

Hình ảnh vệ tinh do NASA công bố cho thấy một khối vật chất hữu cơ khổng lồ xoáy theo hình tròn dọc theo bờ biển Ba Lan, lan rộng hơn 210km tính từ bờ. Các nhà khoa học gọi hiện tượng này là “vết loang”, vì chúng tạo ra những dải vật chất dài nổi bật trên mặt nước, đặc biệt rõ ràng trong các ảnh vệ tinh sử dụng màu giả để làm nổi bật bước sóng ánh sáng mà mắt người không nhìn thấy được.

Điều đó xảy ra vào mùa xuân năm 2018 nhưng không phải là lần đầu tiên hiện tượng này được ghi nhận. Kể từ năm 2000, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy các “vết loang” tương tự xuất hiện định kỳ quanh vịnh Gdansk. Tuy nhiên, thành phần chính xác của chúng vẫn là một ẩn số trong suốt nhiều năm.

Ban đầu, giới khoa học đưa ra một số giả thuyết, trong đó có khả năng các vệt này là kết quả của hiện tượng tảo nở hoa (tình trạng thường gặp trong các vùng biển ven bờ vào mùa ấm). Tuy nhiên, các đặc điểm của hiện tượng không khớp với dữ liệu thông thường về tảo: chúng không rõ ràng khi nhìn bằng mắt thường và không xuất hiện vào thời điểm thông thường của chu kỳ sinh trưởng tảo.

Một số nhà nghiên cứu khác lại nghi ngờ đây là “nước mũi biển”, một loại chất nhầy do sinh vật phù du tiết ra trong một số điều kiện môi trường nhất định. Tuy nhiên, giả thuyết này bị loại bỏ vì không có báo cáo thực địa nào từ người dân địa phương xác nhận sự xuất hiện của hiện tượng trên.

Lời giải từ phấn hoa cây thông

Câu trả lời cuối cùng chỉ xuất hiện vào năm 2023, khi một nhóm nghiên cứu do nhà hải dương học quang học Chuanmin Hu từ Đại học Nam Florida (Mỹ) dẫn đầu công bố kết quả phân tích ảnh vệ tinh từ các vệ tinh Terra và Aqua của NASA. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện mối tương quan chặt chẽ giữa các “vết loang” quan sát được và chu kỳ phát tán phấn hoa của cây thông Scots (Pinus sylvestris), loài cây chiếm khoảng 60% tổng diện tích rừng tại Ba Lan.

Thời điểm xuất hiện của hiện tượng vào tháng 5 và tháng 6 hằng năm, trùng khớp chính xác với thời gian các rừng thông bước vào giai đoạn phát tán phấn hoa mạnh nhất. Phân tích quang phổ từ dữ liệu vệ tinh cũng cho thấy ánh sáng phản chiếu từ các vệt loang mang đặc trưng của vật chất hữu cơ chứa hàm lượng carbon cao, điển hình là phấn hoa.

“Nếu chúng ta có thể theo dõi sự kết tụ phấn hoa ở các vùng biển khác, điều này có thể cung cấp dữ liệu hữu ích cho nghiên cứu hệ sinh thái biển, bao gồm cả đánh giá nguồn lợi thủy sản”, Hu cho biết.

Tác nhân sinh học mới trên biển

Trước nghiên cứu năm 2023, hiện tượng phấn hoa trôi ra biển đã được ghi nhận ở quy mô nhỏ, nhưng chưa từng có bằng chứng cho thấy sự tích tụ diễn ra trên phạm vi hàng trăm cây số như tại biển Baltic. Các nhà nghiên cứu nhận định rằng một lượng lớn phấn hoa từ rừng thông ven biển bị gió cuốn bay và lắng đọng xuống mặt nước, sau đó bị dòng hải lưu cuốn xoáy, tạo thành các dải vật chất nhìn thấy rõ từ vệ tinh.

Việc phấn hoa tích tụ trên mặt biển đặt ra nhiều câu hỏi mới cho giới khoa học về vai trò của chúng trong hệ sinh thái đại dương. Do chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là carbon, phấn hoa có thể ảnh hưởng đến chu trình dinh dưỡng trong nước biển, tác động đến cả sinh vật phù du, chuỗi thức ăn dưới nước và chu trình carbon toàn cầu.

Ngoài ra, những thay đổi khí hậu do con người gây ra được cho là đang làm gia tăng lượng phấn hoa trên toàn cầu. Một nghiên cứu năm 2021 tại Bắc Mỹ cho thấy lượng phấn hoa hằng năm đã tăng 21% từ năm 1990 đến năm 2018. Mùa phấn hoa trung bình cũng kéo dài hơn 20 ngày, do nồng độ CO₂ trong khí quyển tăng cao khiến thực vật sinh trưởng mạnh và phát tán nhiều hơn. Đây là xu hướng đang diễn ra không chỉ tại Bắc Mỹ mà trên phạm vi toàn cầu.

Việc ghi nhận hiện tượng kết tụ phấn hoa ở biển Baltic không chỉ là một bước tiến trong việc hiểu rõ hơn về sự tương tác giữa hệ sinh thái trên cạn và đại dương, mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về các yếu tố sinh học ảnh hưởng đến khí hậu và sinh thái biển.

Theo các nhà nghiên cứu, cần có thêm dữ liệu và các chiến dịch nghiên cứu thực địa để xác định chính xác lượng phấn hoa lắng xuống biển mỗi năm, tốc độ phân hủy sinh học và ảnh hưởng đến các tầng sinh thái khác nhau. Đồng thời, việc tích hợp dữ liệu vệ tinh với mô hình hải dương học và dữ liệu khí tượng sẽ là hướng đi tiềm năng để dự báo các hiện tượng tương tự trong tương lai.

Một điểm đáng chú ý là phương pháp phát hiện dựa vào phân tích quang phổ ánh sáng phản xạ từ vệ tinh có thể áp dụng cho nhiều khu vực khác trên thế giới, đặc biệt tại các vùng biển ven bờ gần các hệ sinh thái rừng lớn như Scandinavia, Canada, Siberia hoặc Nhật Bản.

Phát hiện phấn hoa đại dương từ ảnh vệ tinh không chỉ là một bước tiến khoa học, mà còn minh chứng cho khả năng của công nghệ quan sát Trái đất trong việc phát hiện các quá trình tự nhiên vi mô nhưng có ảnh hưởng rộng lớn. Từ dữ liệu được thu thập trên quỹ đạo, các nhà khoa học có thể truy ngược nguồn gốc vật chất hữu cơ sâu hàng trăm cây số dưới mặt đất và xác định mối liên kết chặt chẽ giữa hệ sinh thái rừng và biển.

Hoàng Vũ