Tuyết dưa hấu: vì sao tuyết trên núi có màu hồng và tảo tuyết sống ra sao

Tuyết dưa hấu là hiện tượng tuyết trên núi cao và vùng cực chuyển sang màu hồng đỏ vào mùa hè, do hàng tỷ tế bào tảo tuyết sống ngay trong lớp tuyết đang tan. Màu đỏ đến từ sắc tố carotenoid, chủ yếu là astaxanthin, giúp tảo chống tia cực tím mạnh và hấp thụ nhiệt để làm tan chút tuyết quanh mình lấy nước. Nhưng tuyết đỏ cũng hấp thụ nhiều nắng hơn tuyết trắng, nên tảo tuyết góp phần làm tuyết và băng tan nhanh hơn.

Tuyết dưa hấu là gì

Người leo núi ở dãy Alps, Rocky, Sierra Nevada hay ở Bắc Cực, Nam Cực đôi khi bắt gặp những vệt tuyết hồng nhạt, đỏ gạch, có chỗ đỏ như máu loang. Đạp lên, vết giày càng đỏ đậm hơn vì lớp tảo bị nén lại. Người Mỹ gọi là watermelon snow, tuyết dưa hấu, vì màu hồng và vì có người nói nó thoang thoảng mùi ngọt như dưa hấu, dù điều này tuỳ cảm nhận từng người.

Tác nhân chủ yếu là tảo lục đơn bào. Loài được nhắc nhiều nhất từ lâu mang tên Chlamydomonas nivalis. Nghiên cứu di truyền gần đây cho thấy cái tên ấy thực chất gom nhiều loài khác nhau, và một phần đã được xếp lại vào các chi mới như Sanguina và Chloromonas. Vì vậy "tảo tuyết" nên hiểu là một nhóm loài chứ không phải một loài duy nhất.

Không chỉ có tuyết đỏ. Tuỳ loài và giai đoạn sống, tảo có thể làm tuyết xanh lục, vàng cam hay xám. Ở bán đảo Nam Cực, tuyết xanh lục do tảo nở hoa rộng tới mức đã được lập bản đồ bằng ảnh vệ tinh.

Sống trong tuyết: một môi trường khắc nghiệt kép

Tuyết thoạt nhìn chỉ là lạnh. Thật ra một cánh đồng tuyết mùa hè trên núi cao là nơi khắc nghiệt theo nhiều cách cùng lúc:

Vòng đời theo mùa tuyết tan

Tảo tuyết nằm ngủ qua mùa đông dưới dạng bào nang, có khi trong đất hay lớp tuyết dưới cùng. Khi mùa xuân tới và tuyết bắt đầu tan, nước len qua các hạt tuyết, bào nang thức dậy và cho ra tế bào xanh lục có roi. Những tế bào này bơi lên trong màng nước mỏng về phía lớp tuyết sát mặt, nơi có ánh sáng.

Ở gần mặt tuyết, tế bào ngừng bơi, mất roi, vỏ dày lên và bắt đầu tích tụ sắc tố đỏ. Đây chính là giai đoạn ta thấy tuyết hồng. Tế bào đỏ có thể sống qua những lần đông đá ban đêm và cuối mùa trở thành bào nang chờ năm sau. Gió và nước tuyết tan mang chúng đi tới những cánh đồng tuyết khác.

Sắc tố đỏ: kính râm và lò sưởi

Astaxanthin là cùng loại sắc tố làm cá hồi, tôm luộc và hồng hạc có màu hồng đỏ. Ở tảo tuyết, nó được tích trong những giọt dầu bao quanh lục lạp, tức bộ phận quang hợp.

Vai trò thứ nhất là che chắn. Ở độ cao vài nghìn mét, lớp khí quyển mỏng lọc tia cực tím ít hơn, trong khi tuyết trắng lại phản chiếu ánh sáng từ dưới lên. Lục lạp bị chiếu quá mức sẽ sinh ra các phân tử phản ứng mạnh làm hỏng tế bào. Lớp sắc tố đỏ hấp thụ bớt phần ánh sáng xanh và tia cực tím, giống như đeo kính râm, đồng thời trung hoà gốc tự do.

Vai trò thứ hai là sưởi ấm. Màu đỏ hấp thụ nhiều năng lượng ánh nắng hơn màu trắng, chuyển thành nhiệt. Một chút nhiệt ấy làm tan lớp tuyết sát tế bào, tạo ra nước lỏng mà tảo cần để sống và hấp thu dinh dưỡng. Đây là ví dụ đẹp về một đặc điểm làm hai việc một lúc.

Tảo tuyết làm băng tan nhanh hơn

Độ phản xạ của bề mặt, các nhà khí hậu gọi là albedo, là yếu tố quan trọng quyết định tuyết tan nhanh hay chậm. Tuyết sạch phản xạ phần lớn ánh nắng; tuyết bẩn hay có màu hấp thụ nhiều hơn và tan nhanh hơn.

Các nghiên cứu ở Bắc Cực, Greenland và dãy Alps cho thấy những vùng tảo nở hoa có albedo giảm rõ rệt so với tuyết sạch, làm tuyết tan nhanh hơn trong mùa hè. Điều này tạo ra một vòng phản hồi: tuyết tan nhiều hơn thì có nhiều nước lỏng hơn, tảo phát triển mạnh hơn, tuyết lại càng đỏ và càng tan nhanh. Trên băng Greenland, một nhóm tảo khác sống trên mặt băng trần, có sắc tố nâu tím sẫm, cũng góp phần làm băng tối màu.

Mức đóng góp của tảo so với bụi, muội than và các yếu tố khác vẫn đang được đo đạc. Các nhà khoa học đồng ý rằng tảo có ảnh hưởng đáng kể ở cấp địa phương, nhưng con số cho toàn bộ băng tuyết thế giới còn nhiều bất định, và các mô hình khí hậu đến nay chưa tính đầy đủ yếu tố này.

Từ Aristotle tới các đoàn thám hiểm Bắc Cực

Tuyết đỏ được nhắc tới từ rất lâu. Nhiều tài liệu cho rằng Aristotle đã ghi nhận tuyết đỏ ở thời Hy Lạp cổ đại, dù cách giải thích ngày đó không liên quan gì tới tảo. Người dân vùng núi châu Âu biết tới tuyết hồng từ lâu, có nơi coi là điềm lạ.

Năm 1818, đoàn thám hiểm Bắc Cực của John Ross trở về Anh mang theo mẫu tuyết đỏ thu ở bờ tây bắc Greenland, nơi những vách tuyết đỏ thẫm được gọi là "vách đỏ thắm". Mẫu tuyết làm giới khoa học châu Âu tò mò, và sau nhiều tranh cãi, người ta nhận ra màu đỏ đến từ những sinh vật cực nhỏ chứ không phải bụi khoáng hay sắt. Đây là một trong những lần đầu tiên người ta nhận ra có sự sống phát triển ngay trên tuyết.

Có ăn được tuyết hồng không

Lời khuyên chung là không nên. Bản thân tảo tuyết không được biết là độc, nhưng tuyết tan trên núi có thể chứa vi khuẩn, phân động vật và mầm bệnh khác. Một số người leo núi kể bị rối loạn tiêu hoá sau khi ăn tuyết hồng, dù không rõ do tảo hay do thứ khác trong tuyết. Muốn uống nước từ tuyết thì phải đun sôi hoặc lọc như với mọi nguồn nước ngoài tự nhiên.

Người leo núi cũng nên để ý rằng tuyết đỏ thường là tuyết đang tan, mặt tuyết có thể mềm và trơn hơn, đặc biệt trên sườn dốc.

Góc nhìn hôm nay

Tảo tuyết cho thấy ngay cả nơi trông trắng xoá, lạnh lẽo và trống trơn nhất cũng là một hệ sinh thái. Quanh tảo còn có vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh, giun tuyết và côn trùng nhỏ ăn tảo. Nó cũng cho thấy sinh vật bé nhỏ có thể tác động ngược lên khí hậu, qua màu sắc của chính chúng.

Muốn tìm hiểu thêm, có thể tìm các dự án khoa học công dân ở Mỹ và châu Âu, nơi người leo núi chụp ảnh và gửi mẫu tuyết màu cho các nhóm nghiên cứu. Ảnh vệ tinh tuyết xanh ở bán đảo Nam Cực cũng được công bố rộng rãi. Ở Việt Nam, núi cao như Phan Xi Păng hiếm khi có tuyết lâu đủ để tảo nở hoa, nhưng nguyên lý sắc tố đỏ chống nắng thì có thể thấy ở chính lá non đỏ ửng của nhiều cây rừng.