Trong khi khách du lịch đang tìm kiếm những bề mặt đá cao vút hay những loài động vật hoang dã trên đỉnh núi Clements thuộc Vườn Quốc gia Glacier ở bang Montana, Hoa Kỳ để chụp ảnh check-in, thì Jim Elser chỉ tập trung vào một việc: tìm kiếm tuyết hồng.
Vượt qua những khóm hoa cúc dại đủ màu sắc, nhà sinh thái học này cùng nhóm nghiên cứu của mình đã leo lên cao cho đến khi chạm đỉnh một sườn núi. Tiếng kêu vo ve khe khẽ bắt đầu phát ra từ thiết bị hình chữ nhật cồng kềnh nằm trên lưng người đồng nghiệp của anh, Joe Giersch, nhà côn trùng học thuỷ sinh tại Đại học Montana. Thiết bị này đang khởi động để chuẩn bị cho công việc thu thập dữ liệu của các nhà khoa học.
Hiện tượng tuyết hồng gây nên bởi quá trình nở hoa của loài tảo Chlamydomonas nivalis.
Sau đó, 3 nhà khoa học nhận thấy có một vết ửng hồng mờ nhạt trên lớp tuyết dày cách họ khoảng 100m, và họ bắt đầu hướng về phía đó.
Những dải tảo có màu đỏ trải dài 37m2 trên con dốc đầy nắng, đó là Chlamydomonas nivalis - một loại tảo có sắc tố đỏ thường được tìm thấy ở các vùng núi cao và vùng cực. Chính vẻ ngoài nổi bật đã mang đến cho nó nhiều biệt danh khác nhau như “tuyết dưa hấu” hay “sông băng máu”. Các nhà khoa học tin rằng loài tảo này có thể đóng vai trò chính trong việc đẩy nhanh tốc độ tan chảy của các dòng sông băng và cánh đồng tuyết.
Tuyết trắng chính là bề mặt phản chiếu tự nhiên nhất trên Trái đất. Khi tảo nở hoa, chúng sẽ làm tuyết trở nên sẫm màu hơn, do đó mà sẽ hấp thụ nhiều nhiệt hơn dẫn đến tan chảy nhanh hơn. Điều này sẽ tạo ra một vòng tuần hoàn: khi nhiệt độ tăng lên và tuyết tan nhiều hơn, tảo tuyết (cần có chất dinh dưỡng, ánh sáng và nước) sẽ càng phát triển và mở rộng hơn.
Sự nở hoa của tảo sẽ làm thay đổi môi trường sống của chính nó cũng như môi trường sống xung quanh mình. Tuy vậy, tảo tuyết vẫn chưa được đưa vào làm một trong những nguyên nhân tiêu chuẩn khiến tuyết tan nhanh. Chính vì thế, các nhà khoa học này hy vọng công việc của họ sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về vai trò của tảo đối với biến đổi khí hậu.
Loài hoa nở trên nền tuyết
Mùa hè năm nay, các nhà nghiên cứu trên khắp Hoa Kỳ đã đi hết các ngọn núi ở Washington, Oregon, Wyoming, Utah và Montana để kiếm kiếm khu vực tuyết nhiễm hồng. Họ đã thu thập các mẫu và kiểm tra khả năng phản chiếu của các mảng tảo tuyết. Đôi khi, họ mất quá nhiều thời gian để đến được một địa điểm, và những gì còn sót lại là vũng nước đỏ như máu - nơi mảng tuyết và tảo đã tan chảy.
Quá trình tìm tuyết nguyên vẹn để lấy mẫu quả thật đã trở thành một cuộc đua với cái nắng mùa hè và sự phát triển của tảo. Elser cho hay: “Tuyết đang tan theo mùa, và việc những mảng thu thập được có tảo tuyết hay không là một điều không thể đoán trước".
“Mặt trời đang chiếu xuống cổ chúng tôi khi cúi mình xem xét một mảng tảo tuyết. Đây là mảng tảo đẹp nhất mà tôi từng thấy trong một thời gian dài, chỉ có vài lá thông và viên sỏi lẫn vào", đó là nhận xét của Pablo Almela Gomez, thành viên thứ ba trong nhóm thực địa của Elser, đồng thời cũng là một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Minnesota.
Một nhà khoa học lấy mẫu tuyết có chứa tảo để nghiên cứu.
Các nhà khoa học đã sử dụng máy quang phổ kế để ghi lại dữ liệu suất phản chiếu của tuyết (thước đo khả năng phản xạ ánh sáng Mặt trời). Tuyết đỏ có nghĩa là suất phản chiếu thấp hơn, tương đương với việc ánh sáng Mặt trời được hấp thụ nhiều hơn và tuyết tan nhanh hơn. Ngoài ra, còn có một số yếu tố khác ảnh hưởng đến suất phản chiếu như bụi bẩn, bụi hay tro từ các vụ cháy rừng.
Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng tiến hành đo nồng độ sắc tố của tuyết để tìm ra có bao nhiêu quang phổ màu đỏ có khả năng đến từ loài tảo tuyết.
Băng đang tan dần, nhưng vai trò của tảo thì chưa được chắc chắn
Cuối ngày hôm đó, trong phòng thí nghiệm tại Trạm Sinh học hồ Flathead của Đại học Montana, Elser và Almela Gomez sẽ sử dụng các mẫu kiểm tra để tìm hiểu nguyên nhân giúp tảo tuyết phát triển mạnh. Họ sẽ làm tan những mẫu tuyết, trộn chúng lại với nhau và bổ sung thêm một số chất dinh dưỡng. Sau khoảng 5 đến 10 ngày được nuôi dưỡng trong phòng thí nghiệm, họ sẽ tiến hành đo mức độ chất diệp lục để xem mức độ phát triển của tảo.
Tảo Chlamydomonas nivalis thường được tìm thấy ở các vùng núi cao và vùng cực.
Công việc của nhóm là một phần của lĩnh vực nghiên cứu tảo tuyết đang phát triển trong thời gian gần đây. Tìm hiểu những gì ảnh hưởng đến tảo tuyết là một bước quan trọng để hiểu nguồn cung cấp nước trên Trái đất đang thay đổi, đặc biệt là đối với miền Tây Hoa Kỳ dễ bị hạn hán. Việc tuyết tan dần dần là một điều tốt vì nó tạo ra nguồn cung cấp nước có kế hoạch cho các hồ chứa và truyền nguồn nước mát vào những dòng suối suốt mùa hè nóng nực. Tuy nhiên, việc tuyết tan nhanh thì lại hoàn toàn khác và mang đến nhiều hệ luỵ.
Để làm rõ hơn về điều này, Elser đã so sánh vai trò của tuyết với đá trong một ly đồ uống, nhà khoa học cho biết: “Đá đang tan chảy dần và đồ uống vẫn rất ngon cho đến khi viên đá cuối cùng cũng biến mất. Sau đó, đồ uống sẽ trở nên ấm hơn".
Nếu tảo tuyết làm tuyết tan nhanh hơn hoặc khiến toàn bộ tuyết tan chảy trong thời gian ngắn, các dòng suối có thể trở nên ấm hơn bình thường và nhận được ít nước hơn khi mùa hè đến. Đối với những vùng đang rơi vào tình trạng hạn hán, thì đó là một tình huống nguy hiểm.
Các nhà quản lý nguồn nước và nhà khảo sát đồng ý rằng việc băng tan chảy nhanh hơn là một vấn đề, nhưng họ không quá đồng tình về vai trò của tảo tuyết trong quá trình này. Có một số bài báo đã chỉ ra tầm quan trọng của loài tảo rực rỡ này: một bài báo năm 2021 trên tạp chí Nature Communications phát hiện ra rằng tảo nở hoa là nguyên nhân gây ra tới 13% sự tan chảy trên bề mặt của một dải băng ở Greenland, trong khi một nghiên cứu khác được xuất bản vào năm 2013 ở Alaska cho hay tảo tuyết chiếm 17% tổng lượng tan chảy trên một tảng băng lớn.
Tuy nhiên, những nghiên cứu này mới chỉ được thực hiện tại những vùng bằng phẳng, và rõ ràng là những ngọn núi thì không hề bằng phẳng một chút nào. Đồng thời, các nhà nghiên cứu cũng chưa tìm hiểu được làm thế nào mà địa hình và độ dốc ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo tuyết.
Tuyết có chứa tảo khi tan ra sẽ nhiễm màu đỏ như máu
Chính vì thế, các chuyên gia hoạt động trong lĩnh vực cấp nước vẫn phân vân rằng liệu sự tồn tại của tảo tuyết là một mối đe dọa lớn, một sự phiền toái hay chỉ đơn giản là một thứ vô thưởng vô phạt? Scott Pattee, một chuyên gia thuộc NRCS Washington Snow Survey cho biết: “Có rất nhiều biến số dẫn đến tuyết tan, vậy nên chỉ cần tuân theo những gì cơ bản nhất về biến đổi khí hậu. Tảo tuyết thực sự giống như tuyết bẩn hoặc rác rưởi, những thứ cũng góp phần đẩy nhanh quá trình tan chảy”.
Sau ngày nghiên cứu thực địa tại Glacier, ba nhà khoa học thu dọn đồ đạc và bắt đầu quay trở về. Lớp tuyết mà họ đi qua nay đã trở thành một dòng suối đổ xuống những tảng đá nằm phía dưới.
Họ bước qua những đoạn đường mòn đầy bùn và một thác nước nhỏ do một con suối ngầm và tuyết tan tạo ra. Và một phần của sự tan chảy đó, dù là ít ỏi, vẫn đến từ những đám tảo hồng mà họ đang nghiên cứu. Thời gian sẽ trả lời câu hỏi: Liệu tảo hồng có khiến miền Tây nước Mỹ vốn đã nắng nóng này càng trở nên khô cằn hay không?