Xuất hiện những bất thường trong các mùa trên Trái Đất

Các nhà khoa học Mỹ vừa công bố một bản đồ mới về các mùa trên Trái Đất, cho thấy sự "lệch pha" đáng ngạc nhiên trong nhịp điệu tự nhiên của hành tinh. Nghiên cứu này có thể thay đổi cách chúng ta hiểu về hệ sinh thái và tác động của biến đổi khí hậu.

Các nhà khoa học tại Đại học California, Mỹ, đã sử dụng dữ liệu vệ tinh trong 20 năm để quan sát các mùa trên Trái Đất từ không gian. Kết quả cho thấy, bốn mùa đang diễn ra một cách không đồng bộ đáng kinh ngạc.

Theo nghiên cứu, việc hai địa điểm cùng nằm trên một bán cầu, ở độ cao hoặc vĩ độ tương tự, không đảm bảo chúng sẽ trải qua những thay đổi theo mùa giống nhau vào cùng một thời điểm. Ngay cả những vùng lân cận cũng có thể có kiểu thời tiết và sinh thái khác biệt, tạo nên những môi trường sống hoàn toàn riêng biệt.

Giáo sư Drew Terasaki Hart, nhà địa lý sinh học và tác giả chính của nghiên cứu, cho biết vào tháng 8/2025: "Tính mùa vụ thường được coi là một nhịp điệu đơn giản – mùa đông, mùa xuân, mùa hè, mùa thu – nhưng nghiên cứu của chúng tôi cho thấy lịch của tự nhiên phức tạp hơn nhiều".

Sự không đồng bộ này đặc biệt rõ rệt ở những vùng mà hình dạng và thời gian của chu kỳ mùa địa phương khác nhau đáng kể trên toàn cảnh quan, và có thể có những tác động sâu sắc đến hệ sinh thái và sự tiến hóa.

Bản đồ mới hé lộ "điểm nóng" đa dạng sinh học

Bản đồ mới của Giáo sư Terasaki Hart và cộng sự là bản đồ toàn diện nhất từ trước đến nay về thời gian theo mùa của các hệ sinh thái trên cạn của Trái Đất.

Bản đồ này xác định các khu vực toàn cầu nơi các mô hình theo mùa đặc biệt không đồng bộ, và đáng chú ý là sự không đồng bộ này thường xảy ra ở các điểm nóng đa dạng sinh học.

Điều này không phải ngẫu nhiên. Sự biến đổi lớn hơn trong các mô hình thời tiết có thể dẫn đến sự đa dạng lớn hơn trong các môi trường sống. Ví dụ, nếu tài nguyên thiên nhiên ở hai môi trường sống lân cận được cung cấp vào những thời điểm khác nhau trong năm, nó có thể định hình hệ sinh thái và sự tiến hóa của hệ thực vật và động vật ở mỗi nơi.

Thậm chí, điều này có thể khiến một loài ở môi trường sống này đạt đến mùa sinh sản trước hoặc sau loài tương tự ở môi trường sống liền kề, ngăn cản sự giao phối và qua nhiều thế hệ, dẫn đến sự tiến hóa của hai loài hoàn toàn riêng biệt.

Ví dụ điển hình là hai thành phố Phoenix và Tucson ở Arizona, Mỹ, chỉ cách nhau 160 km nhưng có nhịp điệu khí hậu hàng năm hoàn toàn khác nhau. Tucson có lượng mưa cao nhất vào mùa gió mùa hè, trong khi Phoenix nhận phần lớn lượng mưa vào tháng 1, gây ra tác động dây chuyền đến hệ sinh thái của cả hai thành phố.

Một mô hình thú vị khác được bản đồ mới tiết lộ là năm khu vực khí hậu Địa Trung Hải của Trái Đất, nơi có mùa đông ôn hòa, ẩm ướt và mùa hè nóng, khô. Tại đây, chu kỳ tăng trưởng rừng đạt đỉnh điểm khoảng hai tháng sau các hệ sinh thái khác. Sự không nhất quán này đã xảy ra ở những nơi như California, Chile, Nam Phi, miền nam Australia và vùng Địa Trung Hải.

Bản đồ cũng chỉ ra sự khác biệt về thời điểm cây có hoa nở và cây trồng sẵn sàng thu hoạch. Giáo sư Terasaki Hart giải thích: "Nó thậm chí còn giải thích được địa lý phức tạp của mùa thu hoạch cà phê ở Colombia, một quốc gia mà các trang trại cà phê cách nhau một ngày lái xe qua núi có thể có chu kỳ sinh sản không đồng bộ như thể chúng ở hai bán cầu đối lập".

Tác động đến biến đổi khí hậu và hệ sinh thái

Hiện nay, nhiều dự đoán sinh thái dựa trên các mô hình đơn giản về các mùa trên Trái Đất. Tuy nhiên, Giáo sư Terasaki Hart nhấn mạnh rằng để hiểu rõ hơn về tác động của khủng hoảng khí hậu đến hành tinh và sức khỏe của chúng ta, cần phải xem xét sự khác biệt giữa các địa điểm, ngay cả khi chúng ở gần nhau.

Trong một diễn biến liên quan, vào tháng 10, các mẫu vật lấy từ dưới lớp băng biển ở vùng Bắc Cực Trung tâm và Bắc Cực Á Âu đã hé lộ một quần thể vi sinh vật phát triển mạnh mẽ được gọi là vi khuẩn cố định đạm không phải vi khuẩn lam (NCD). Đây là những vi khuẩn cố định đạm mà không quang hợp.

Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu liệu những vi khuẩn NCD này có đang cố định đạm ở Bắc Cực hay không. Nếu đúng, những sinh vật siêu nhỏ này có thể có tác động toàn cầu.

Họ phát hiện ra rằng rìa của lớp băng biển Bắc Cực có xu hướng chứa nhiều vi khuẩn cố định đạm hơn và hoạt động cố định đạm cao hơn. Điều này cho thấy rằng khi băng Bắc Cực tan chảy nhanh chóng do biến đổi khí hậu, nhiều vi khuẩn NCD này – vốn là nguồn thức ăn cho tảo – có thể sinh sôi nảy nở, làm thay đổi chuỗi thức ăn biển và tác động đến chính bầu khí quyển.

Nhà sinh thái học vi sinh vật biển Lasse Riemann tại Đại học Copenhagen, Đan Mạch, cho biết: "Nếu sản lượng tảo tăng lên, Bắc Cực sẽ hấp thụ nhiều CO2 hơn vì lượng CO2 liên kết trong sinh khối tảo sẽ tăng lên".

Giáo sư Riemann lập luận rằng các vi sinh vật cố định ni-tơ ở Bắc Cực cần được đưa vào các mô hình khí hậu trong tương lai. Như Giáo sư Terasaki Hart giải thích, các mô hình khí hậu hoặc bảo tồn đưa ra những giả định chung chung về các mùa mà không tính đến sự đa dạng sinh học phong phú của hành tinh chúng ta, có thể dẫn đến những dự đoán thiếu chính xác.