Lời đáp về vòng tròn bí ẩn ở hoang mạc khiến các nhà khoa học đau đầu 50 năm qua

Những "vòng tròn thần tiên" (fairy circles) là những mảng đất hình tròn có bán kính 2-15 m, bao quanh bởi cỏ khô, kéo dài gần 1.800 km trên hoang mạc Namib. Những mảng tròn này gần như xuất hiện không lí do, nhiều giả thuyết được đưa ra nhưng không lời giải đáp nào đủ sức thuyết phục. Tuy nhiên gần đây, nhà khoa học Stephan Getzin đã tìm ra câu trả lời cho bí ẩn này, kết thúc cơn “đau đầu” suốt nhiều thập kỷ của giới sinh thái học.

Những vòng tròn thần tiên trên hoang mạc Namib. (Ảnh: Tiến sĩ Stephan Getzin)

Điều làm sự tồn tại của vòng tròn thần tiên rất đặc biệt không chỉ vì những mảng đất trống kỳ lạ trên mặt đất mà còn vì thảm cỏ xung quanh vẫn tươi tốt dù Namib là một trong những hoang mạc khô cằn nhất thế giới. Getzin và nhóm nghiên cứu của ông đã đặt ra giả thuyết rằng thực vật nơi đây đã mọc thành đường tròn để tận dụng tối đa lượng nước ít ỏi trên hoang mạc.

Trong vòng 3 năm qua, nhóm nghiên cứu đã dành thời gian đến Namibia để theo dõi sự phát triển của các loại cỏ, nhằm tìm thêm bằng chứng ủng hộ giả thuyết này. Vào mùa khô năm 2020, Getzin đã đặt các cảm biến ghi lại độ ẩm của đất ở độ sâu khoảng 20cm và theo dõi sự hút nước của các loại cỏ.

Năm 2020 hầu như không có loại cỏ nào sống được trong khu vực vòng tròn thần tiên tại Namib. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã gặp may trong năm 2021 và 2022. Hai năm này lượng nước trong mùa mưa tăng cao, và nhóm thành công theo dõi sự phát triển của cỏ và vai trò của chúng trong việc phân phối lại lượng nước dưới mặt đất.

Từ những dữ liệu thu thập được, nhóm nghiên cứu nhận thấy nước ở bên trong vòng tròn nhanh chóng bị hút cạn bởi vòng cỏ ở bên ngoài. Getzin giải thích rằng dưới cái nóng khắc nghiệt của hoang mạc, những loại cỏ này đã tiến hoá để tạo ra một vùng chân không xung quanh rễ để hút nước. Trong khi đó, cỏ ở bên trong vòng tròn cũng cố gắng để mọc lên ngay sau khi có mưa, nhưng lại không đủ nước để tồn tại.

Theo Getzin, hình tròn là dạng hình học hợp lý nhất trong môi trường thiếu nước tại hoang mạc vì tỉ lệ chu vi trên diện tích của hình tròn là bé nhất. Điều này giúp tối đa hóa lượng nước dành cho từng cây riêng lẻ. Getzin cho biết có thể tìm thấy hiện tượng tương tự ở những vùng đất khô cằn khác ở trên thế giới.

Một vòng tròn thần tiên. (Ảnh: Jen Guyton)

Các giả thuyết khác

Một trong hai giả thuyết trước đây nhận được nhiều sự ủng hộ của các nhà khoa học cho rằng những vòng tròn này được tạo ra bởi mối cát. Những con mối cát làm hỏng bộ rễ của cỏ mọc bên trong vòng tròn, khiến cây bị chết. Tuy nhiên một nghiên cứu vào năm 2016 tại Úc đã không tìm thấy mối liên hệ rõ ràng nào giữa mối và hiện tượng này. Nghiên cứu của Getzin cũng đưa ra kết luận tương tự.

Getzin cho biết trong một thí nghiệm, cỏ đã mọc được ở trong vòng tròn nhưng nhanh chóng chết khô chỉ 8 ngày sau đó. Khi ông đào các cây cỏ lên để xem xét, không có cây nào bị mọt phá hoại rễ. Ngoài ra rễ của những cây này cũng mọc dài hơn cỏ ở bên ngoài, cho thấy chúng đã cố gắng đào sâu tìm nước nhưng vẫn không thể cạnh tranh lại với cây ở ngoài vòng.

Các nhà khoa học cũng nhận định rằng đây là bằng chứng cho hiện tượng “tối ưu bày đàn" - khi các loài động thực vật đơn lẻ kết hợp lại thành một tập thể để phát triển.