Nhiều người tin rằng thực vật không thể tồn tại trên hoang mạc trắng vĩnh cửu của Nam Cực. Nhưng giới khoa học hiện đại đã xác nhận: các loài tảo tuyết thuộc ngành tảo xanh (Chlorophyta) vẫn sinh trưởng và sinh sản mạnh mẽ ngay trên lục địa băng giá này. Tảo không mọc trên đất đá thông thường mà chọn lớp nước tan chảy nằm giữa các tinh thể băng tuyết làm môi trường sống.
Khu vực phân bố tập trung nhất nằm ở vùng bờ biển ven lục địa, các hòn đảo lân cận và đặc biệt là dải đất phía tây bán đảo Nam Cực – nơi nhô ra ngoài vòng Nam Cực, thường được ghi nhận là ấm nhất của toàn bộ lục địa. Vào mùa hè, nhiệt độ không khí tại đây có thể tăng nhẹ lên trên 0 độ C, đủ để kích hoạt sự sống của tảo. Tại trạm nghiên cứu Vernadsky của Ukraine trên đảo Galindez, thảm tảo tuyết thường xuyên nở hoa rực rỡ, bao phủ cả một vùng không gian rộng lớn.
Sự sống xanh giữa hoang mạc băng giá
Giới sinh học hiện xếp tảo xanh vào ngành thực vật xanh thực sự, nên sự tồn tại của chúng hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn khoa học về thực vật trên lục địa Nam Cực. Loài đại diện nhất là tảo tuyết cực địa Chlamydomonas nivalis, một loài tảo đơn bào có khả năng thích nghi phi thường. Các nghiên cứu gần đây còn phát hiện thêm nhiều chi tảo khác như Sanguina, Chloromonas hay lớp Trebouxiophyceae, mỗi loại sở hữu một cấu trúc sắc tố riêng tạo nên nhiều hiện tượng thị giác khác nhau.
Sự bùng nổ của tảo tuyết gắn chặt với nguồn chất dinh dưỡng từ động vật biển. Do Nam Cực là vùng đất cực kỳ cằn cỗi, phân chim cánh cụt, chim cướp biển skua và hải cẩu hoạt động như phân bón tự nhiên giàu nitơ và phốt pho. Số liệu khảo sát thực địa cho thấy hơn 60% thảm tảo nở hoa phân bố trong bán kính 5 km quanh các khu vực sinh sống của chim cánh cụt. Tảo tuyết cực địa không chỉ xuất hiện ở Nam Cực, mà còn rải rác trên các cánh đồng tuyết thuộc vùng núi cao của nhiều châu lục, chẳng hạn khu vực phía bắc bang California (Mỹ).
Bí ẩn 'tuyết dưa hấu' và vòng đời kỳ lạ
Tảo tuyết cực địa nổi tiếng nhờ khả năng biến đổi màu sắc linh hoạt theo từng giai đoạn sống. Khi khí hậu tương đối ấm áp, chúng tồn tại dưới dạng các tế bào di động. Lúc này, hàm lượng lục lạp dồi dào khiến chúng mang sắc xanh lá cây đặc trưng. Khi các tế bào sinh sản bùng nổ trên diện rộng, chúng biến những mảng tuyết trắng thành những "đồng cỏ tuyết" xanh mướt mắt.
Ngược lại, khi mùa đông khắc nghiệt tràn về, để chống chọi lại cái lạnh và cường độ tia cực tím gay gắt, tế bào di động chuyển thành các bào tử nghỉ màu đỏ. Nhằm tự bảo vệ khỏi sự phá hủy của bức xạ mặt trời, bào tử tổng hợp một lượng lớn sắc tố carotenoid mang tên astaxanthin. Sự tích tụ của hàng triệu bào tử đỏ trên bề mặt tuyết tạo nên cảnh tượng "tuyết dưa hấu" tuyệt đẹp, nhìn từ xa tựa như một đĩa kem bơ phủ mứt dâu tây.
Thiên nhiên còn tạo nên hiện tượng tuyết đa sắc khi hai giai đoạn sống của tảo hoặc nhiều loài tảo khác nhau cùng trộn lẫn trên một vùng không gian. Năm 2018, trên đảo Anchorage ở Nam Cực, người ta ghi lại hình ảnh những chú chim cánh cụt Gentoo thong dong bước trên thảm tuyết pha trộn giữa sắc đỏ và xanh, đẹp không khác gì một cánh đồng hoa giữa lòng băng giá.
Cảnh báo khốc liệt từ những thảm hoa rực rỡ
Đằng sau vẻ đẹp thơ mộng là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với khí hậu Trái Đất. Năm 2020, công trình nghiên cứu quy mô của Đại học Cambridge phối hợp với Viện Khảo sát Nam Cực Anh được công bố trên tạp chí Nature Communications. Sử dụng dữ liệu vệ tinh kết hợp quan sát thực địa, các nhà khoa học ghi nhận tới 1.679 mảng tảo tuyết bùng nổ trên khắp bán đảo Nam Cực. Tổng diện tích các mảng tảo lên tới 1,95 triệu mét vuông, tạo ra lượng sinh khối ước tính khoảng 1.300 tấn.
Nguy cơ lớn nhất nằm ở sự thay đổi khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt băng tuyết. Lớp tuyết trắng nguyên bản có thể phản xạ khoảng 80% bức xạ mặt trời trở lại không gian, giữ cho vùng cực luôn lạnh giá. Khi tảo nhuộm màu, bề mặt tuyết trở nên sẫm màu hơn, hấp thụ nhiều nhiệt lượng hơn từ ánh nắng mặt trời và tan chảy với tốc độ nhanh hơn đáng kể.
Hiện tượng này vô tình châm ngòi một vòng phản hồi tích cực nguy hiểm: Nhiệt độ Trái Đất tăng khiến tuyết tan nhẹ, tạo độ ẩm cho tảo tuyết sinh sản bùng nổ; tảo sinh sản làm tuyết sẫm màu; tuyết sẫm màu hấp thụ thêm nhiệt, thúc đẩy băng tan nhanh hơn nữa, từ đó lại tạo môi trường thuận lợi cho tảo lan rộng hơn. Các mô hình khí hậu dự báo diện tích phân bố tảo tuyết tại Nam Cực sẽ tiếp tục gia tăng ròng trong tương lai.
Lục địa Nam Cực vốn được duy trì hình ảnh "hoang mạc trắng" cô độc đang dần chuyển mình thành bức tranh đan xen sắc đỏ và sắc xanh. Sự thay đổi ngỡ như thơ mộng đó thực chất là tín hiệu cảnh báo cực kỳ rõ ràng: Trái Đất của chúng ta đang phải chịu đựng một cơn "sốt" ngày càng nghiêm trọng.
