Trong cuộc chiến không ngừng nghỉ chống lại bụi, con người sở hữu một kho vũ khí phong phú, từ vải sợi nhỏ cho đến máy hút bụi. Nhưng nghiên cứu mới cho thấy rằng không có công nghệ nào có thể so sánh với vũ khí bí mật của tự nhiên - lớp vỏ đất sinh học.
Lớp vỏ sinh học Biocrusts này là những lớp đất mỏng, kết dính, được gắn với nhau bởi các sinh vật sống trong bụi bẩn, thường tạo nên những cảnh quan khô cằn. Theo nhà sinh thái học Bettina Weber và các đồng nghiệp báo cáo trực tuyến ngày 16/5 trên tạp chí Nature Geoscience, mặc dù vô hại, các nhà nghiên cứu hiện ước tính rằng những lớp da thô ráp này ngăn chặn khoảng 700 teragram (khối lượng gấp 30.000 lần khối lượng của Tượng Nữ thần Tự do) bay vào không khí mỗi năm, giảm lượng phát tải toàn câu xuống mức đáng kinh ngạc là 60%.
Địa y (trắng hồng) và vi khuẩn lam (nâu sẫm đến hơi đen) tạo thành lớp vỏ đất sinh học trải thảm mặt đất giữa các loài cây mọng nước và cây bụi trong vùng sinh thái Succulent Karoo ở Nam Phi.
Weber, thuộc Viện Hóa học Max Planck ở Mainz, Đức cũng cho biết thêm, các hệ sinh thái đất khô, chẳng hạn như savan, cây bụi và sa mạc, có vẻ cằn cỗi, nhưng chúng đang cung cấp dịch vụ tự nhiên quan trọng thường bị bỏ qua. Những phát hiện này "thực sự kêu gọi bảo tồn độ tin cậy sinh học".
Lớp vỏ sinh học bao phủ khoảng 12% bề mặt đất của hành tinh và thường được tìm thấy nhiều nhất ở những vùng khô cằn. Chúng được xây dựng bởi các cộng đồng nấm, địa y, vi khuẩn lam và các vi sinh vật khác sống trong milimét trên cùng của đất và tạo ra các chất kết dính kết dính các hạt đất lại với nhau. Trong các hệ sinh thái đất khô hạn, lớp vỏ sinh học đóng một vai trò quan trọng trong việc tập trung các chất dinh dưỡng như cacbon và nitơ và cũng giúp ngăn ngừa xói mòn đất.
Các loại Biocrusts khác nhau.
Và vì hầu hết bụi trên thế giới đến từ các vùng đất khô nên lớp vỏ sinh học rất quan trọng để giữ bụi bám vào mặt đất. Bụi rơi có thể mang theo các chất dinh dưỡng có lợi cho cây trồng, nhưng nó cũng có thể làm giảm chất lượng nước và không khí, làm băng hà tan chảy nhanh hơn và giảm dòng chảy của sông. Ví dụ ở Lưu vực sông Thượng Colorado, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bụi không chỉ làm giảm khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời của tuyết mà còn rút ngắn thời gian tuyết phủ xuống hàng tuần, giảm 5% lượng nước tan chảy vào sông Colorado. Matthew Bowker, một nhà sinh thái học từ Đại học Bắc Arizona ở Flagstaff, người không tham gia vào nghiên cứu mới, cho biết lượng nước này nhiều hơn lượng nước mà thành phố Las Vegas thu được trong một năm .
Các thí nghiệm đã chứng minh rằng lớp vỏ sinh học tăng cường đất chống lại xói mòn, nhưng Weber và các đồng nghiệp của cô ấy tò mò rằng tác động đó diễn ra như thế nào trên quy mô toàn cầu. Vì vậy, họ đã lấy dữ liệu từ các nghiên cứu thử nghiệm đo vận tốc gió cần thiết để làm xói mòn bụi từ các loại đất khác nhau và tính toán sự khác biệt về độ phủ sinh học ảnh hưởng như thế nào đến việc tạo ra bụi. Họ phát hiện ra rằng vận tốc gió cần thiết để làm xói mòn bụi từ đất được che chắn hoàn toàn bởi lớp màng sinh học trung bình lớn hơn 4,8 lần so với vận tốc gió cần thiết để xói mòn đất trống.
Sau đó, các nhà nghiên cứu kết hợp kết quả của họ, cùng với dữ liệu về độ phủ sinh học toàn cầu, vào một mô phỏng khí hậu toàn cầu, cho phép họ ước tính lượng bụi mà các lớp màng sinh học trên thế giới bị mắc kẹt mỗi năm.
Bowker nói: “Chưa ai thực sự cố gắng thực hiện phép tính đó trên toàn cầu trước đây. "Ngay cả khi số lượng của họ bị tắt, nó cho chúng ta thấy rằng con số thực có lẽ là đáng kể".
Sử dụng các dự báo về điều kiện khí hậu trong tương lai và dữ liệu về các điều kiện mà biocrust có thể chịu đựng được, Weber và các đồng nghiệp của cô ước tính rằng vào năm 2070, sự thay đổi khí hậu và thay đổi sử dụng đất có thể dẫn đến thất thoát biocrust từ 25 đến 40%, điều này sẽ làm tăng lượng phát thải bụi toàn cầu lên 5 đến 15 phần trăm.
Bảo tồn và phục hồi lớp màng sinh học sẽ là chìa khóa để giảm thiểu xói mòn đất và sản sinh bụi trong tương lai. Hy vọng rằng những kết quả này sẽ giúp thúc đẩy nhiều cuộc thảo luận hơn về tác động của những thay đổi sử dụng đất đối với sức khỏe sinh học, ông nói. "Chúng ta cần có những cuộc trò chuyện đó", Bowker cho biết thêm.