Mô hình có khả năng dự đoán tình trạng san hô trong tương lai

Theo một mô hình mới dựa trên các nguyên lý kỹ thuật, thì kích thước và hình dạng của san hô có thể cho ta biết trước sự tồn tại của san hô trên thế giới khi thời tiết diễn biến xấu, “khuấy tung” các đại dương trong những năm sắp tới.

(Ảnh: australienbilder)

Cũng theo một bài báo được đăng trong tuần này trong tạp chí khoa học quốc tế “Nature”, việc các cơn bão ngày càng mạnh hơn có liên quan đến sự thay đổi khí hậu, cũng như các cơn sóng thần trong tương lai, sẽ là những tác động chính đến dãi san hô ngầm. Tác giả của bài viết cho rằng, kích thước và hình dạng của san hô là những yếu tố mà các nhà khoa học có thể biến đổi được.

“Các chuyên gia về san hô ngầm từ lâu đã có phán đoán khái quát về các hình dạng của san hô, loại hình dạng nào sẽ làm cho san hô dễ bị tấn công hơn trong các cơn bão,” Ông Joshua Madin, nhà khoa học tại Trung tâm quốc gia Phân tích và Tổng hợp Sinh thái (NCEAS) thuộc trường đại học California, Santa Barbara cho biết. Tuy nhiên, để có thể thật sự dự đoán những yếu tố này ảnh hưởng đến chuyển động của dãi san hô ngầm như thế nào, thì chúng ta cần phải có một cách để xác định được số lượng các yếu tố làm cho san hô dễ bị tấn công.

Các nhà khoa học đã tạo ra một mô hình kỹ thuật đầu tiên trên thế giới để dự đoán dãi san hô ngầm có thể bị hư hại ở mức nào khi phải đương đầu với sức mạnh của biển trong cơn “giận dữ”. Họ sử dụng các mô hình toán học để tính toán các lực tác động lên san hô – những lực như sóng, các cơn bão biển hoặc sóng thần – và khả năng của các quần thể san hô bị "bứt” ra khỏi đáy biển.

Theo các nhà khoa học, việc biết được cách mà các quần thể san hô đối phó với sức mạnh của biển như thế nào thì rất cần thiết vì nhờ đó, các nhà khoa học có thể hiểu được sự phân bố tự nhiên của các loại san hô lên các dãi san hô ngầm hiện nay cũng như có thể dự đoán được chúng sẽ thay đổi như thế nào khi ứng phó với các cơn bão mạnh hơn và thường xuyên hơn.

“Nghiên cứu của chúng tôi đưa ra giải pháp cho vấn đề lâu dài này bằng cách xem xét hình dạng của các quần thể san hô khác nhau, độ bám chắc của chúng vào đáy biển, và sự thay đổi lực của các cơn sóng khi chúng di chuyển dọc theo dãi đá ngầm,” ông Madin nói. “Điều này đã cho phép chúng tôi dự đoán được các thay đổi có thể xảy ra đối với san hô khi chúng đối phó với các cơn bão hoặc sóng thần đang hoặc sẽ xảy ra trong tương lai.”

Các nhà khoa học giải thích rằng các nhà quản lý có thể sử dụng thông tin này để hiểu rõ hơn các dãi san hô ngầm trên thế giới có thể thay đổi như thế nào trong điều kiện khí hậu trong tương lai, các điều kiện khó có thể dự báo trước được hơn cả hiện nay.

“Công cụ dự đoán mà chúng tôi phát triển cho phép các nhà quản lý đánh giá tình trạng nguy hiểm của các dãi san hô ngầm khi gặp có các cơn sóng dữ,” Ông Madin nói. “Khả năng ước tính được thiệt hại do các hiểm họa khác nhau có thể gây ra cho dãi san hô ngầm có thể sẽ giúp cho các nhà quản lý dự kiến được những thiệt hại về kinh tế cũng như phát triển những chiến lược để giúp khôi phục lại dãi san hô ngầm.”

San hô giống mô đá (Ảnh: mansfield.osu.edu)

Các nhà khoa học sử dụng các mô hình toán học dựa trên nguyên lý kỹ thuật để chuyển các chuyển động của các sóng bão thành các lực cơ học tác động lên san hô ở các phần khác nhau của dãi san hô ngầm, kết hợp với các hình dạng khác nhau của quần thể san hô và sau đó tính toán xem liệu chúng có bị đánh bật ra khỏi đáy biển trong suốt điều kiện thời tiết khắc nghiệt hay không.

Nghiên cứu này đã đưa ra một khái niệm mới,”Yếu tố hình dạng quần thể”, đó là khái niệm chuyển đổi vô số những hình dạng và kích thước của các quần thể san hô thành một tỷ lệ đơn giản, tỷ lệ này sẽ đo mức độ nguy hiểm mà san hô có thể bị đánh bật ra khỏi đáy biển. Bất cứ một lực tác động nghiêm trọng nào, giống như bão, cũng đạt đến một ngưỡng có thể ghi nhận được ở cùng tỷ lệ này, cho phép các nhà khoa học xác định được san hô nào sẽ sống và san hô nào sẽ chết.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng, san hô dễ bị tấn công nhất là san hô hình “chiếc bàn”, đó là san hô có bề mặt phẳng và rộng được giữ bởi một “chiếc chân bàn” hẹp, khiến chúng dễ bị ảnh hưởng bởi các cơn sóng mạnh hơn những san hô có hình dạng giống như mô đá hoặc san hô có nhiều nhánh. Tình trạng dễ bị tấn công còn tùy thuộc vào việc san hô mọc ở đằng trước, ở đỉnh, ở chổ phẳng hay đằng sau lưng dải đá ngầm, nơi mà lực của sóng luôn yếu dần và mất hẳn đi.

Nhóm nghiên cứu thực hiện một nghiên cứu thực địa tại Đảo Lizard, ở phía bắc của Great Barrier Reef (Dải san hô ngầm lớn nhất thế giới nằm dọc theo bờ biển Queensland, Châu Úc dài khoảng 2000km), chụp ảnh các san hô bằng kỹ thuật số và tính toán tình trạng dễ bị tấn công của chúng. Họ phát hiện ra rằng, ngưỡng của lực của cơn bão lớn nhất năm ngoái đã dự đoán được mẫu kích thước và hình dạng san hô một cách gần như hoàn hảo.

Các nhà khoa học cho biết, thậm chí các cơn bão nghiêm trọng hơn, tự bản thân chúng, có lẽ sẽ không tạo ra một mối đe dọa lớn đối với các dãi san hô ngầm. “San hô thích nghi với cuộc sống ở các biển nhiều bão. Thậm chí đối với các san hô trong tình trạng dễ bị tấn công nhất cũng khá vững chắc khi chúng còn tơ,” Ông Connolly, người cùng thực hiện nghiên cứu này nói. “Chúng còn có khuynh hướng phát triển và trưởng thành rất nhanh, vì thế, các loài san hô có thể hồi phục lại trước khi có cơn bão lớn tiếp theo đến."

Tuy nhiên, ảnh hưởng của sự gia tăng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính chính là sự gia tăng độ axit trong đại dương. Điều này có thể giảm độ “bền” của dãi san hô ngầm, và “khuếch đại” thêm thiệt hại gây ra bởi các cơn bão nhiệt đới trong những thập kỷ sắp tới. Theo các nhà khoa học, các ảnh hưởng khác của hiện tượng nóng lên toàn cầu có thể giới hạn khả năng hồi phục của các dãi san hô ngầm sau những đợt tấn công của các cơn sóng dữ. Chẳng hạn như, các đợt nắng nóng bất thường có thể làm cho tế bào của san hô trở nên bị nhiễm độc hay bị tẩy trắng. Một vấn đề khác nữa là việc đánh bắt cá quá nhiều có thể sẽ làm mất hết những loài cá mà ăn san hô đã chết và giữ cho san hô xanh sạch để các thế hệ san hô kế tiếp phát triển.

Ông Connolly “Cho dù chúng ta có coi các cơn bão nghiêm trọng hơn nữa là một mối đe dọa trước mắt hay chỉ là theo quy luật của chu trình thiên nhiên, thì có một điều chắc chắn rằng: để dự đoán được các dãi san hô ngầm sẽ như thế nào dưới các tác động khác nhau trong tương lai và theo đó để tìm ra hướng giải quyết, thì chúng ta cần phải biết chính xác lực tác động của sóng sẽ ảnh hưởng đến khả năng sống chết của san hô trên dãi san hô ngầm như thế nào. Và các mô hình mới này sẽ cung cấp một công cụ hữu ích và thiết yếu cho chúng ta,”