Nước trong đại dương được trộn đều nhờ sứa

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng loài sứa cũng khuấy đảo đại dương mạnh mẽ như thủy triều hay gió vậy. Nghiên cứu của họ cũng phát hiện thấy hình dạng của những con sứa có ảnh hưởng đến khả năng hòa trộn của chúng.

Cho đến nay, các nhà hải dương học vẫn phản đổi quan điểm cho rằng những sinh vật biển bé nhỏ như sứa có thể giữ một vai trò quan trọng trong việc hòa trộn các lớp nước đại dương trên quy mô lớn. Lập luận này dựa trên bằng chứng cho rằng bất cứ một cái quẫy đuôi nào từ cá đều không mang lại hiệu quả gì bởi tính sền sệt của nước đại dương. (Trên thực tế, đặc tính này ở mật ong rất cao so với nước).

Nhưng trong nghiên cứu mới được công bố trên số ra ngày 30 tháng 7 trên tờ Nature, cơ chế hòa trộn đã được tiết lộ lần đầu tiên bởi cháu trai của Charles Darwin. Cơ chế này thực tế lại được chính đặc tính quện dính của đại dương tăng cường, khiến cho các sinh vật nhỏ bé của đại dương trở thành nhân tố chính hòa trộn các lớp nước biển.

John Dabiri – trợ lý giáo sư hàng không học và công nghệ sinh học tại Caltech – cho biết: “Chúng tôi đã nghiên cứu các loài sinh vật biết bơi trong một khoảng thời gian tương đối. Điều chúng tôi thường hay mong đợi là đại dương – dựa vào các dòng chảy, nhiệt độ, cũng như đặc tính hóa học – có ảnh hưởng đến sinh vật như thế nào. Nhưng ngày càng nhiều dấu hiệu cho thấy vai trò ngược lại của các sinh vật cũng quan trọng ngang bằng. Chúng tôi đang tìm hiểu các loài sinh vật, thông qua hoạt động bơi, có tác động đến môi trường đại dương như thế nào”.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu chuyển động của chất lỏng do loài sứa Mastigias gây ra trong hồ sứa Palau. (Ảnh: K.Katija/J.Dabiri)

Rốt cuộc, mỗi ngày hàng tỷ con nhuyễn thể bé nhỏ và sứa di cư hàng trăm mét từ các độ sâu của đại dương đến bề mặt – nơi chúng kiếm ăn. Với một đám sinh vật dày đặc như thế bơi qua các đại dương trên thế giới, nếu chúng thực sự hòa trộn các lớp nước của đại dương, tác động này thực sự lớn.

Dabiri cho biết: “Số lượng của những sinh vật bé nhỏ này rất lớn. Nhìn tổng thể trên toàn cầu, năng lượng mà chúng bỏ ra trong quá trình tương đương với một tỷ tỷ watt điện – ngang bằng với sức gió và năng lượng thủy triều”.

Những sinh vật khuấy đảo đại dương

Dabiri cùng nghiên cứu sinh Kakani Katija tại Caltech đã nghiên cứu sứa qua mô phỏng máy tính và các nghiên cứu thực địa trong hồ Palau thuộc Thái Bình Dương.

Trong thí nghiệm thực tế của họ, các nhà nghiên cứu đã phun các giọt phát quang vào nước trước mặt con sứa Mastigias rồi sau đó quan sát điều gì xảy ra khi con sứa bơi qua nước đã nhuộm màu. Thay vì bị bỏ lại đằng sau, nước nhuộm màu lại di chuyển cùng với sinh vật đang bơi đó.

Họ cho rằng: khi con sứa bơi, nó đẩy nước sang một bên đồng thời tạo ra một vùng áp suất cao ở phía trước nó. Vùng đằng sau con sứa trở thành vùng áp suất thấp. Do vậy nước dồn vào phía sau để lấp đầy chỗ trống áp suất thấp đó. Kết quả là con sứa “kéo” nước đi theo trong quá trình bơi.

Các nhà nghiên cứu phun mực vào nước rồi quan sát hình ảnh những con sứa bơi qua đám mực đó. Họ nhận thấy sứa mang cả nước nhuốm mực theo chúng (chính là những xoáy nước màu hơi đỏ đằng sau con sứa). (Ảnh: K.Katija/J.Dabiri)

Katija nói: “Điều thú vị về những con sứa này là chúng có sự đa dạng lớn trong kích cỡ cơ thể”.

Sự khác biệt đó có thể tác động tới lượng nước bị cuốn theo sứa. Ví dụ, loài sứa mặt trăng (thường thấy ở các bể nuôi cá) có cơ thể dạng đĩa nhỏ, chúng có thể mang theo rất nhiều nước. Nhưng những loài sứa khác có hình viên đạn lại chỉ có thể đem theo mình thể tích nước nhỏ hơn.

Tác động toàn cầu

Việc khuấy trộn đại dương thậm chí còn mang nhiều ý nghĩa lớn hơn.

Nếu nước đại dương không được trộn lẫn, bề mặt đại dương sẽ thiếu chất dinh dưỡng bởi thức ăn sẽ bị tiêu thụ ngay lập tức. Trong khi đó đáy đại dương lại cạn kiệt ôxy. Theo Katija, “với cơ chế này, thông qua sự xáo trộn, các loài sinh vật có thể đưa dòng nước giàu dinh dưỡng đến các vùng nghèo dinh dưỡng, đồng thời kéo dòng nước giàu ôxy đến các vùng nghèo ôxy”.

Trên quy mô rộng lớn hơn, những sinh vật làm nhiệm vụ hòa trộn các lớp nước có thể tác động tới sự tuần hoàn của đại dương, điều này có ảnh hưởng tới khí hậu của Trái Đất.

Theo Dabiri và Katija, tác động hòa trộn như thế nên được kết hợp trong các mô hình máy tính về tuần hoàn đại dương trên toàn cầu.