Hé lộ thứ nuôi sống cả rừng Amazon từ sa mạc lớn nhất Trái Đất

Ở hai bên bờ Đại Tây Dương tồn tại hai vùng đất đại diện cho những cực đối lập của thiên nhiên. 

Một bên là Sahara - sa mạc lớn nhất Trái Đất với cát bụi và khí hậu khắc nghiệt bao phủ. Bên còn lại là rừng rậm nhiệt đới Amazon, "lá phổi xanh" của hành tinh với rừng rậm trù phú và nguồn nước bất tận từ con sông dài thứ hai thế giới. 

Nhìn qua, hai vùng đất này tưởng chừng chẳng có điểm chung. Thế nhưng ở tầng cao của khí quyển, chúng lại được kết nối bền chặt bởi nhiều yếu tố di chuyển liên tục qua đại dương.

"Hải trình gieo mầm sống" ngoạn mục

Con số nổi tiếng nhất gắn liền với mối liên kết thiên nhiên đặc biệt này là 27,7 triệu tấn bụi mỗi năm. Đây là kết quả từ một nghiên cứu phân tích dữ liệu vệ tinh của Cơ quan Hàng không & Vũ trụ Mỹ (NASA) nhằm ước tính lượng bụi châu Phi đọng lại trên lưu vực sông Amazon. 

Nhờ sử dụng công nghệ phát xung laser từ vệ tinh CALIPSO trong giai đoạn 2007-2013, giới khoa học đã đo đạc khối lượng dải bụi và bóc tách được các lớp bụi khoáng với những hạt không khí khác.

Dữ liệu vệ tinh cho thấy mỗi năm, trung bình khoảng 182 triệu tấn bụi được gió cuốn qua rìa phía tây của Sahara. Khi đến gần bờ biển phía đông khu vực Nam Mỹ, khoảng 132 triệu tấn bụi vẫn tiếp tục lơ lửng trong không trung. 

Trong số đó, 27,7 triệu tấn bụi sẽ rơi xuống và lắng đọng trên khắp lưu vực Amazon, phần còn lại, tức khoảng 104,3 triệu tấn, tiếp tục hành trình về phía vùng biển Caribe. Khối lượng này không duy trì cố định mà có thể biến động tới 86% giữa các năm, tùy thuộc vào lượng mưa và thảm thực vật ở khu vực Sahel thuộc châu Phi.

Ẩn chứa bên trong 27,7 triệu tấn bụi khoáng đó là khoảng 22.000 tấn phốt pho. Con số này trùng khớp một cách kỳ diệu với lượng phốt pho mà các trận mưa và lũ lụt tại Amazon cuốn trôi khỏi lưu vực mỗi năm. 

Nhìn từ bên ngoài, Amazon tưởng như là nơi ít cần đến phân bón nhất trên Trái Đất bởi thảm thực vật vô cùng dày đặc. Tuy nhiên, phần lớn nguồn dinh dưỡng dồi dào của rừng lại nằm ở chính khối lượng sinh học của cây cối thay vì tích trữ trong đất.

Dưới mặt đất rừng Amazon, lớp đất đá cổ xưa đã bị phong hóa sâu sắc. Những trận mưa xối xả liên tục rửa trôi các khoáng chất hòa tan, đồng thời khiến phốt pho bị liên kết chặt chẽ về mặt hóa học làm cho rễ cây rất khó hấp thụ. 

Do đó, rừng Amazon duy trì sự sống hàng ngày nhờ cơ chế tái chế nội bộ vô cùng nghiêm ngặt. Lá cây rơi xuống, rễ chết và chất hữu cơ phân hủy sẽ nhanh chóng được cây cối hấp thụ lại, dù hệ thống tái chế này vẫn bị rò rỉ dinh dưỡng chậm rãi qua thời gian.

Phốt pho là nguyên tố bắt buộc phải có đối với sự phát triển của thảm thực vật, xuất hiện trong ADN, màng tế bào và các phân tử vận chuyển năng lượng. Một thử nghiệm thực địa được công bố năm 2022 cho thấy việc bổ sung phốt pho vào đất nghèo dưỡng chất ở Amazon giúp năng suất rễ mảnh của cây tăng thêm 29% và năng suất tán lá tăng 19% chỉ sau 2 năm. 

Bụi từ Sahara đóng vai trò là nguồn viện trợ từ bên ngoài, kịp thời bù đắp cho lượng phốt pho bị thất thoát dài hạn và giúp đất rừng không bị kiệt quệ.

Báu vật từ những nơi cằn cỗi nhất

Hành trình di chuyển kỳ diệu của dải bụi khoáng bắt đầu từ những lòng hồ cổ đại đã khô cạn tại châu Phi, tiêu biểu là vùng lõm Bodélé ở Chad. Trầm tích ở vùng đất này chứa đầy tàn tích của các vi sinh vật nước ngọt chứa lượng phốt pho dồi dào. 

Những ngọn gió lớn ở Sahara cuốn các hạt khoáng siêu mịn lên tầng khí quyển cao để gia nhập vào luồng không khí di chuyển về phía tây. Đây không phải là những hạt cát bãi biển to lớn mà là các hạt aerosol khoáng siêu nhẹ, có khả năng lơ lửng suốt hàng nghìn km vượt Đại Tây Dương trước khi rơi xuống thảm lá nhiệt đới.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng nhấn mạnh ước tính 27,7 triệu tấn bụi của NASA chỉ là một con số tham khảo quan trọng chứ không phải là sự thật cố định. 

Một nghiên cứu khác kết hợp dữ liệu thu thập tại Guiana thuộc Pháp từ năm 2002 đến 2017, cùng mô hình khí quyển MERRA-2, cho rằng lượng bụi lắng đọng xuống Amazon thực tế chỉ khoảng 8-10 triệu tấn mỗi năm. 

Bên cạnh đó, các nghiên cứu gần đây cũng phát hiện thêm các nguồn cung cấp phốt pho khác cho lớp khí quyển xung quanh khu vực Amazon, như khói bụi từ các đợt cháy sinh khối tại châu Phi hay tro bụi từ những trận cháy rừng ngay tại Nam Mỹ.

Dù con số chính xác vẫn tiếp tục được tranh luận, khám phá quan trọng nhất ở đây chính là sự kết nối sinh thái bền vững giữa hai lục địa, dù thực tế, rừng Amazon không tự dưng chết đi nếu Sahara ngừng thổi bụi vì bản thân rừng có khả năng tự tái chế dưỡng chất rất hiệu quả. 

Thế nhưng, lượng bụi khoáng khổng lồ từ hoang mạc cằn cỗi này đã và đang đóng vai trò như một mắt xích không thể thiếu trong hệ thống vận chuyển dưỡng chất toàn cầu. Chúng chứng minh rằng những vùng đất xa xôi nhất trên Trái Đất vẫn luôn âm thầm tương tác và nuôi dưỡng lẫn nhau.