Các sinh vật nhỏ thực sự có mặt ở khắp nơi: vi khuẩn, bào tử nấm và các mảnh vụn sinh học được tìm thấy cả trong các đám mây và có vẻ giúp hình thành nhân của giọt mây – các nhà khoa học đã phát hiện.
Nghiên cứu vai trò của những sinh vật này trong quá trình hình thành mây có thể giúp xác định được điều bí ẩn lớn nhất trong các dự đoán về thay đổi khí hậu – các đám mây ảnh hưởng như thế nào tới khí hậu.
Từ lâu giới khoa học đã biết rằng các vi sinh vật hoặc những phần cơ thể chúng có thể được cuốn lên không trung và di chuyển qua những khoảng cách rất xa. Ví dụ, lá cây rơi xuống đất, dần dần khô và vỡ vụn ra, rồi bị gió cuốn đi xa. Điều tương tự cũng xảy ra với phấn hoa và thậm chí cả vi khuẩn. Các nhà khoa học chưa tiến hành thử nghiệm, nên họ không biết được liệu những vi khuẩn trên cao này còn sống hay không.
Trong khi đó, các thí nghiệm trong phòng cho thấy những phần tử này (cùng với bụi và các hạt tí hon lơ lửng trong không khí) có thể đóng vai trò làm hạt nhân tạo băng, phần chính trong các đám mây. Quanh những hạt nhân này, nước và băng trong khí quyển ngưng lại và lớn dần lên, tạo nên các đám mây và cuối cùng có thể dẫn tới mưa.
“Hiểu được phần tử nào hình thành nhân tử băng (phần tử này tồn tại với mật độ rất thấp và vốn rất khó đong đo) cũng có nghĩa là bạn sẽ hiểu rõ hơn về các quá trình dẫn tới mưa,” Kim Prather, thành viên nhóm nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Hải dương học Scripps tại San Diego, Calif, cho biết.
Cảnh nhìn từ máy bay khi các nhà khoa học lấy mẫu các đám mây. Theo tính toán, các phần tử sinh học chẳng hạn như vi khuẩn, phấn hoa, nấm, đóng vai trò như hạt nhân trong quá trình hình thành băng trong các đám mây. (Ảnh: NCAR)
Trong khi hầu hết các nhà khoa học chấp nhận rằng các phần tử sinh học hình thành mây, thì việc quan sát được thực tế quá trình này lại là điều khó khăn hơn nhiều.
“Đây thực sự là công việc đo lường quá khó khăn cho chúng tôi,” Prather nói.
Prather và các đồng nghiệp của bà đã đưa một quang phổ kế lên để tìm hiểu trong một đám mây có những yếu tố nào. Họ đưa dụng cụ này lên trực thăng và bay qua các đám mây trên bầu trời Wyoming mùa thu năm 2007. Cố gắng này đã giúp họ lần đầu tiên phát hiện được các phần tử sinh học có mặt trong các đám mây.
Họ đi đến kết luận các phần tử sinh học chiếm tới 1/3 trong số phần tử hình thành băng và bụi vô cơ chiếm 50%.
Nhưng cụ thể thành phần sinh học này là gì, các nhà nghiên cứu chưa thể trả lời.
“Với kĩ thuật hiện đang sử dụng, chúng tôi chỉ có thể nói rằng đó là một phần tử sinh học,” Karri Pratt, nghiên cứu sinh thạc sỹ tại trường Đại học California ở San Diego nói.
Nhóm nghiên cứu đã có thể sử dụng các mẫu không khí và thành phần hóa học của bụi để tìm ra nguồn gốc của các phần tử sinh học, vốn được nghi ngờ là từ châu Á hoặc châu Phi.
Các phát hiện, được đăng tải trên tờ Nature Geoscience trực tuyến hôm 17/5, đề ra giả thuyết rằng vi khuẩn và các phần tử sinh học khác bị cuốn lên cao trong các cơn bão bụi và di chuyển rất xa, tới tận nơi chúng góp phần vào hình thành mây.
Kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng để xác định mô hình khí hậu nào thể hiện ảnh hưởng của các đám mây lên khí hậu – mô hình làm lạnh bằng bức xạ ánh sáng trở lại, làm nóng bằng bẫy nhiệt, hay thay đổi quy luật mưa.
“Nếu chúng ta hiểu được nguồn gốc các hạt cấu tạo nên mây cũng như mật độ tương đối của chúng, chúng ta có thể xác định tác động của những nguồn này lên khí hậu,” Prather nói.
Công trình nghiên cứu được tài trợ kinh phí bởi Viện Khoa học Quốc gia và Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu Quốc gia.