Chưa từng có trong lịch sử: Dùng sinh vật hàng tỷ năm tuổi xây ‘Vạn Lý Trường Thành xanh’ giữa sa mạc khô cằn

Sa mạc vốn rất khó cải tạo vì thực vật không thể bám rễ trên những đụn cát luôn dịch chuyển. Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Tây Bắc Trung Quốc đang thử nghiệm một cách tiếp cận hoàn toàn mới: rải một lượng lớn tảo lam – hay còn gọi là vi khuẩn lam – lên bề mặt cát khô.

Theo China Science Daily, các chủng vi khuẩn lam được tuyển chọn có khả năng chịu nhiệt và hạn hán khắc nghiệt trong thời gian dài. Khi có mưa, chúng nhanh chóng “hồi sinh”, lan rộng và tạo thành một lớp vỏ cứng, giàu vật chất hữu cơ phủ lên cát. Lớp “da sinh học” này giúp cố định các đụn cát và tạo nền tảng thuận lợi cho cây cối phát triển sau đó.

Đây được xem là lần đầu tiên trong lịch sử loài người, vi sinh vật được sử dụng trên quy mô lớn để tái định hình cảnh quan tự nhiên. Khi dự án “Vạn Lý Trường Thành xanh” – sáng kiến kéo dài nhiều thập kỷ nhằm chống sa mạc hóa của Trung Quốc – mở rộng sang châu Phi và Mông Cổ, công nghệ địa kỹ thuật chưa từng có tiền lệ này có thể làm thay đổi diện mạo nhiều vùng đất khô hạn trên thế giới.

Trung Quốc đang thử nghiệm một cách tiếp cận chưa từng có trong chống sa mạc hóa. Ảnh: SCMP 

Kỹ thuật “đóng vảy sinh học” nhân tạo này được phát triển tại một trạm nghiên cứu ở khu tự trị Ninh Hạ Hồi, nằm ở rìa sa mạc Tengger.

Ninh Hạ đã đưa phương pháp này vào chiến lược kiểm soát cát thuộc khuôn khổ “Vạn Lý Trường Thành xanh”. Trong 5 năm tới, công nghệ dự kiến được triển khai trên diện tích khoảng 5.333 – 6.667ha sa mạc.

Công trình là kết quả của hơn một thập kỷ nghiên cứu tại Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm Sa mạc Sa Shapotou, trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), đặt tại thành phố Trung Vệ ở Ninh Hạ.

Ông Zhao Yang, phó Giám đốc trạm và trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết nhóm đã tìm cách giúp tảo lam tích tụ trên bề mặt cát ổn định, dần liên kết với các hạt đất để hình thành cấu trúc giống như những mảng đất vón – được giới khoa học gọi là “lớp vảy vi khuẩn lam”.

Lớp vảy này đóng vai trò như một “làn da sinh thái”, có thể bao phủ bề mặt cát và chịu được gió với tốc độ lên tới 36 km/h.

Dùng sinh vật hàng tỷ năm tuổi để chống sa mạc hóa 

Vi khuẩn lam là nhóm vi sinh vật quang hợp xuất hiện cách đây khoảng 3,5 tỷ năm, phân bố rộng khắp trong tự nhiên, từ đất liền đến nước ngọt và đại dương. Một số loài có thể tiết ra độc tố gây hại cho con người, động vật hoặc môi trường.

Vi khuẩn lam đang được triển khai trên quy mô lớn nhằm ổn định các đụn cát và tạo nền cho thảm thực vật phát triển. Ảnh: SCMP 

Theo Science and Technology Daily, với các biện pháp cố định cát truyền thống, phải mất ít nhất 5 – 10 năm để hình thành lớp vảy đất tự nhiên. Trong khi đó, phương pháp dùng tảo lam có thể rút ngắn quá trình này xuống chỉ khoảng 1 năm, qua đó cải thiện đáng kể khả năng chống sa mạc hóa.

Ý tưởng ban đầu xuất hiện từ năm 2010, khi ông Zhao được người hướng dẫn cho biết một số loại vi khuẩn lam có thể “tạo đất” trong môi trường sa mạc. Tuy nhiên, phải mất hơn 10 năm để hoàn thiện kỹ thuật.

Giai đoạn đầu, thách thức lớn nhất là các vi khuẩn vốn phát triển tốt trong phòng thí nghiệm lại khó sống sót ngoài tự nhiên. 

Do đó, nhóm nghiên cứu đã tìm cách “đóng gói” các lớp vảy sinh học thành dạng hạt rắn để dễ vận chuyển và phân tán, từ đó hình thành phương pháp hiện nay.

Nhóm đã chọn ra 7 chủng vi khuẩn lam từ hơn 300 loài. Dung dịch chứa tảo lam được trộn với vật liệu hữu cơ và các hạt mịn, tạo thành hỗn hợp sệt rồi đổ vào khuôn lưới hình lục giác, cho ra đời những “hạt giống” trông giống cục đất.

“Những khối đất này không chỉ dễ vận chuyển mà còn có tỷ lệ sống sót rất cao”, ông Zhao nói. Khi được rải trên vùng đất khô hạn, chúng phát triển nhanh sau mưa và tạo thành lớp đất ổn định.

Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm Sa mạc Shapotou, thành lập năm 1955, trực thuộc Viện Sinh thái – Môi trường và Tài nguyên Tây Bắc của CAS. Đây là trạm nghiên cứu kiểm soát cát tổng hợp đầu tiên của Trung Quốc, đồng thời là trung tâm nghiên cứu sa mạc có uy tín quốc tế.

Theo SCMP