Rạn san hô Great Barrier là hệ rạn san hô lớn nhất thế giới, chạy dọc bờ đông bắc Australia khoảng 2.300 km, gồm khoảng 2.900 rạn riêng lẻ và hàng trăm đảo. Nó không phải một bức tường liền mà là một mạng lưới rạn, đảo cát và kênh nước trải trên thềm lục địa nông, được UNESCO công nhận là di sản thiên nhiên thế giới từ năm 1981.
Tẩy trắng san hô xảy ra khi nước biển nóng bất thường kéo dài làm san hô đẩy các tảo cộng sinh sống trong mô của nó ra ngoài. Mất tảo, san hô lộ màu trắng của bộ xương đá vôi và mất nguồn thức ăn chính. Nếu nước mát lại sớm, san hô có thể hồi phục; nếu nóng kéo dài, nhiều mảng san hô chết. Theo đồng thuận khoa học, nước biển ấm lên do biến đổi khí hậu là nguyên nhân chính khiến các đợt tẩy trắng hàng loạt dày lên trong mấy thập niên gần đây.
Bài viết đi từ cách san hô xây rạn, cấu trúc của hệ rạn, sự sống trong đó, tới cơ chế tẩy trắng và những gì các nhà khoa học đang theo dõi.
San hô là gì và xây rạn bằng cách nào
San hô là động vật, họ hàng với sứa và hải quỳ. Mỗi "cành" san hô là một tập đoàn gồm hàng nghìn cá thể nhỏ gọi là polyp, mỗi polyp có thân hình ống và vòng xúc tu quanh miệng. Các loài san hô cứng tiết ra bộ khung canxi cacbonat bên dưới mình; khi polyp chết, khung còn lại, thế hệ sau xây tiếp lên trên. Qua hàng nghìn năm, các bộ khung ấy chồng thành khối đá vôi khổng lồ.
Bí quyết của san hô xây rạn nằm ở tảo cộng sinh sống trong mô của chúng, thuộc nhóm tảo đơn bào gọi chung là zooxanthellae. Tảo quang hợp, chuyển phần lớn đường và chất dinh dưỡng tạo ra cho san hô; san hô cho tảo chỗ ở an toàn và các chất thải như CO₂, nitơ. Nhờ mối quan hệ này, san hô sống được ở vùng biển nhiệt đới nghèo dinh dưỡng, và cũng nhờ sắc tố của tảo mà san hô có màu nâu, xanh, vàng.
Vì tảo cần ánh sáng, rạn san hô xây rạn chỉ phát triển mạnh ở vùng nước nông, trong, ấm, thường từ khoảng 20 độ C trở lên, trong vài chục mét nước trên cùng. Thềm lục địa nông, rộng ngoài khơi Queensland, nằm trong vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt, là nơi lý tưởng cho điều đó.
Cấu trúc của hệ rạn: không phải một bức tường
Tên "Great Barrier" dịch sát là "rạn chắn lớn", dễ khiến người ta hình dung một bức tường liên tục. Thực tế hệ rạn gồm nhiều kiểu rạn khác nhau:
| Kiểu rạn | Vị trí | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Rạn viền | Sát bờ lục địa và quanh các đảo cao | Mọc bám ngay rìa đất, nước gần bờ có thể đục hơn |
| Rạn nền | Giữa thềm lục địa | Các khối rạn tròn hoặc bầu dục mọc từ đáy thềm, đỉnh gần mặt nước, có thể có đảo cát nhỏ trên đỉnh |
| Rạn dải ngoài | Rìa ngoài thềm, phía biển khơi | Những dải rạn dài, hẹp, đón sóng Thái Bình Dương; phía ngoài là sườn dốc xuống biển sâu |
| Đảo cát san hô | Trên đỉnh một số rạn nền | Cát từ san hô và vỏ sinh vật vụn bị sóng dồn lại, dần có cây mọc, chim biển làm tổ, rùa lên đẻ trứng |
| Đảo lục địa | Gần bờ, ví dụ cụm Whitsunday | Là đỉnh đồi của đất liền cũ bị nước biển dâng nhấn chìm, có rạn viền bao quanh |
Hệ rạn hiện nay còn khá trẻ về mặt địa chất. Trong thời kỳ băng hà cuối, mực nước biển thấp hơn hiện nay khoảng 120 m, thềm lục địa lộ thành đất liền. Khi băng tan, nước dâng lên và san hô xây rạn mới trên nền cũ; phần rạn sống mà ta thấy hôm nay chủ yếu hình thành trong khoảng chục nghìn năm trở lại đây.
Sự sống trong rạn: một thành phố dưới nước
Hệ rạn Great Barrier có hàng trăm loài san hô cứng, hơn một nghìn loài cá, cùng vô số loài thân mềm, giáp xác, da gai, bọt biển. Đây cũng là nơi kiếm ăn hoặc sinh sản của nhiều loài lớn: sáu trong bảy loài rùa biển trên thế giới có mặt ở vùng biển này; bò biển dugong ăn cỏ biển ở các vịnh nông; cá voi lưng gù từ Nam Cực bơi lên vùng nước ấm để sinh con vào mùa đông Nam bán cầu.
Rạn san hô giống một thành phố có kiến trúc ba chiều. Các cành, phiến và khối san hô tạo ra hang, khe, mái che, nơi cá con trú ẩn, mực và bạch tuộc rình mồi. Cá vẹt cắn san hô chết và tảo, nghiền thành cát mịn; một phần cát trắng ở các bãi đảo nhiệt đới có nguồn gốc như vậy. Cá dọn vệ sinh lập "trạm" cho cá lớn tới để được làm sạch ký sinh.
Một hiện tượng nổi tiếng là san hô đẻ trứng đồng loạt. Vào một số đêm sau trăng tròn cuối mùa xuân và đầu mùa hè Nam bán cầu, nhiều loài san hô cùng phóng trứng và tinh trùng vào nước, trông như tuyết rơi ngược lên trên. Thời điểm được điều chỉnh bởi nhiệt độ nước, chu kỳ trăng và độ dài ngày, giúp tăng cơ hội thụ tinh giữa các tập đoàn cách xa nhau.
Tẩy trắng san hô diễn ra như thế nào
Quá trình tẩy trắng có thể hình dung theo từng bước, dựa trên những gì các nghiên cứu sinh học san hô đã mô tả:
- Nước nóng bất thường. Nhiệt độ mặt biển vượt mức cao nhất thường thấy của mùa hè ở nơi đó khoảng 1 độ C trở lên và kéo dài nhiều tuần. Ánh nắng mạnh, nước lặng làm stress nặng hơn.
- Bộ máy quang hợp của tảo bị tổn thương. Khi quá nóng, tảo cộng sinh sinh ra các phân tử oxy hoạt tính gây hại cho cả tảo lẫn mô san hô.
- San hô đẩy tảo ra ngoài. Để tự vệ, san hô thải tảo khỏi mô. Mô san hô vốn trong suốt, nên khi mất tảo, ta nhìn thấy màu trắng của bộ khung đá vôi bên dưới.
- San hô "nhịn đói". Mất tảo, san hô mất phần lớn nguồn năng lượng. Nó vẫn còn sống và có thể bắt sinh vật phù du bằng xúc tu, nhưng không đủ lâu dài.
- Hồi phục hoặc chết. Nếu nước mát trở lại trong vài tuần, san hô có thể thu nhận tảo trở lại và hồi màu. Nếu nóng kéo dài hoặc quá gắt, san hô chết, tảo sợi phủ lên, bộ khung dần bị bào mòn.
Các cơ quan theo dõi biển thường đo stress nhiệt bằng chỉ số tích luỹ, cộng dồn mức nóng vượt ngưỡng theo số tuần. Chỉ số càng cao, nguy cơ tẩy trắng diện rộng và san hô chết càng lớn. Lưu ý rằng một số san hô có sắc tố riêng có thể chuyển màu tím, vàng rực khi bị stress, nên "trắng" không phải dấu hiệu duy nhất.
Các đợt tẩy trắng hàng loạt và điều khoa học kết luận
Hệ rạn Great Barrier đã trải qua nhiều đợt tẩy trắng hàng loạt được ghi nhận, trong đó có các năm 1998, 2002, 2016, 2017, 2020, 2022 và 2024. Điều đáng chú ý không chỉ là số lần mà là khoảng cách giữa các đợt ngày càng ngắn. San hô phát triển nhanh thường cần khoảng một thập niên để hồi phục đáng kể sau một đợt chết nhiều; khi các đợt nối nhau vài năm một lần, thời gian hồi phục không đủ.
Theo các báo cáo đánh giá của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), rạn san hô nước ấm là một trong những hệ sinh thái chịu rủi ro cao nhất khi Trái Đất ấm lên. Các báo cáo này đánh giá với độ tin cậy cao rằng phần lớn rạn san hô nhiệt đới sẽ suy giảm rất mạnh nếu nhiệt độ toàn cầu tăng khoảng 1,5 độ C so với thời tiền công nghiệp, và gần như mất hết ở mức 2 độ C. Đây là dự báo theo kịch bản, mức độ cụ thể còn phụ thuộc vào khả năng thích nghi của san hô, điều đang được nghiên cứu tiếp.
Bức tranh không chỉ một màu. Các khảo sát dài hạn ở Great Barrier cho thấy độ phủ san hô có thể tăng nhanh sau vài năm thuận lợi, chủ yếu nhờ các loài san hô bàn, san hô cành phát triển nhanh. Nhưng chính những loài này lại dễ bị tẩy trắng, bão và sao biển gai tấn công, nên hệ rạn dao động mạnh hơn và thành phần loài có thể thay đổi.
Những mối đe doạ khác ngoài nước nóng
Sao biển gai. Loài sao biển phủ gai độc ăn polyp san hô. Bình thường số lượng ít, nhưng có những đợt bùng phát khiến chúng phá huỷ diện tích rạn lớn. Một giả thuyết được nhiều người ủng hộ cho rằng dinh dưỡng từ đất liền trôi ra biển giúp ấu trùng sao biển sống sót nhiều hơn.
Bão nhiệt đới. Sóng của xoáy thuận mạnh có thể đập gãy san hô cành trên diện rộng. Đây là quá trình tự nhiên, nhưng cộng thêm tẩy trắng thì thời gian hồi phục bị rút ngắn.
Nước đục và phân bón từ đất liền. Trầm tích, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật từ các lưu vực nông nghiệp ven biển chảy ra sau mưa lớn làm nước đục, cản ánh sáng và thúc đẩy tảo phát triển cạnh tranh với san hô, nhất là ở rạn gần bờ.
Axit hoá đại dương. Đại dương hấp thụ một phần CO₂ trong khí quyển, làm nước biển giảm độ kiềm. San hô khó tiết khung đá vôi hơn trong môi trường này. Tác động dài hạn được nghiên cứu nhiều, mức độ cụ thể còn khác nhau giữa các loài.
Tác động cục bộ của con người. Neo tàu, giẫm lên san hô, đánh bắt quá mức các loài ăn tảo đều làm rạn yếu đi. Những tác động này nhỏ hơn biến đổi khí hậu về quy mô nhưng có thể kiểm soát ngay ở cấp địa phương.
Những gì đang được làm và bài học cho các rạn khác
Phần lớn hệ rạn nằm trong một khu bảo tồn biển được phân vùng: có vùng cấm khai thác hoàn toàn, có vùng cho phép đánh bắt, du lịch với quy định khác nhau. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy vùng cấm khai thác giúp quần thể cá và tính đa dạng phục hồi tốt hơn, dù không chặn được nước nóng.
Song song là các chương trình giảm dòng chảy phù sa và phân bón từ đất liền, kiểm soát sao biển gai bằng thợ lặn, theo dõi rạn bằng khảo sát định kỳ và ảnh vệ tinh. Các nhà khoa học cũng thử nghiệm những cách can thiệp như nhân giống san hô chịu nhiệt, nuôi ấu trùng san hô rồi thả lại rạn; các phương pháp này hữu ích ở quy mô nhỏ, nhưng chính giới nghiên cứu nhấn mạnh chúng không thay thế được việc giảm phát thải khí nhà kính.
Với Việt Nam, câu chuyện Great Barrier có giá trị so sánh. Biển Việt Nam cũng có rạn san hô ở nhiều vùng ven bờ và đảo, cũng đã ghi nhận các đợt tẩy trắng khi nước nóng. Những việc nhỏ như không giẫm lên san hô khi lặn, không mua san hô làm đồ lưu niệm, chọn kem chống nắng phù hợp khi tắm biển góp phần giảm áp lực cục bộ lên rạn.
Câu hỏi thường gặp
Rạn san hô Great Barrier có nhìn thấy được từ vũ trụ không?
Ảnh vệ tinh chụp rõ hệ rạn vì nó trải dài hàng nghìn kilômét và tương phản với nước sâu xung quanh. Tuy nhiên, câu nói "là sinh vật sống duy nhất nhìn thấy từ vũ trụ" là cách nói phóng đại; từ quỹ đạo gần, phi hành gia cũng thấy được nhiều cấu trúc khác như rừng, cánh đồng, đô thị.
San hô bị tẩy trắng có chết ngay không?
Không. San hô bị tẩy trắng vẫn còn sống nhưng suy yếu vì mất nguồn năng lượng từ tảo. Nếu nước mát lại trong vài tuần, nhiều tập đoàn hồi phục. Nếu nóng kéo dài, tỉ lệ chết tăng mạnh. Vì thế các nhà khoa học phân biệt rõ giữa "tẩy trắng" và "san hô chết" khi khảo sát.
Rạn san hô Great Barrier rộng bao nhiêu?
Khu bảo tồn biển bao trùm hệ rạn rộng khoảng 344 nghìn km², lớn hơn diện tích đất liền Việt Nam. Bản thân các rạn san hô chỉ chiếm một phần trong vùng biển này, phần còn lại là nước, đáy cát, thảm cỏ biển và đảo.
Vì sao san hô cần nước trong?
San hô xây rạn sống nhờ tảo cộng sinh quang hợp, nên cần ánh sáng xuống được tới chúng. Nước đục vì phù sa cản ánh sáng, đồng thời phù sa lắng có thể phủ lên polyp. Đây là lý do rạn san hô thường thưa ở gần cửa sông lớn.
Kem chống nắng có hại cho san hô không?
Một số nghiên cứu phòng thí nghiệm cho thấy vài hoạt chất chống nắng có thể gây hại cho ấu trùng san hô ở nồng độ nhất định. Mức tác động ngoài thực địa còn đang được đánh giá và nhỏ hơn nhiều so với nước nóng. Dùng áo chống nắng và lượng kem vừa đủ là cách thận trọng.
Rạn san hô Great Barrier đã bao nhiêu tuổi?
Có hai câu trả lời. Các rạn trên thềm này đã hình thành, chết đi và hình thành lại nhiều lần qua hàng trăm nghìn năm theo nhịp nước biển lên xuống. Phần rạn đang sống ngày nay chủ yếu mọc lên trong khoảng chục nghìn năm trở lại đây, sau thời kỳ băng hà cuối.
