Giải mã nguồn gốc về những “vòng tròn cổ tích” bí ẩn trên thế giới

Những vòng tròn kỳ lạ xuất hiện rải rác ở nhiều địa điểm trên thế giới là câu hỏi hóc búa với các nhà khoa học. (Ảnh: Stephan Getzin)

Nguồn gốc của những vòng tròn hoàn hảo đến kỳ lạ ở phía Đông sa mạc Namib đã khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều thập kỷ.

Các vòng tròn, được coi là những mảng đất trống trên địa hình khô cằn và nhiều cỏ, có vẻ cách đều nhau, như thể ai đó đã đặt một chiếc máy cắt có chủ ý.

Hình ảnh vệ tinh cho thấy có thể có hàng triệu “vòng tròn cổ tích” này trong khu vực, nhưng các nhà khoa học đã tranh luận về nguyên nhân giải thích sự tồn tại của một vòng tròn có đường kính lên tới 20m.

Stephan Getzin, nhà sinh thái học sa mạc tại Đại học Göttingen, và các đồng nghiệp đã thu được bằng chứng mới thuyết phục để giải thích về các vòng tròn bí ẩn. Nguyên nhân xuất phát từ sự cạnh tranh khốc liệt giữa các loài thực vật để giành nguồn nước trên địa hình khô cằn.

Các nhà nghiên cứu cho biết các kiểu thảm thực vật định kỳ như vòng tròn cũng có thể xuất hiện ngày càng nhiều trên khắp thế giới trong điều kiện khí hậu ấm lên. Nói một cách đơn giản, thực vật có thể chiến đấu với nhau để tồn tại trong điều kiện khô hạn và để lại một vòng tròn trống trải.

Getzin lần đầu tiên tận mắt nhìn thấy những vòng tròn bí ẩn này khi ông đang theo học tại Đại học Namibia hơn 20 năm trước. Ông công bố nghiên cứu đầu tiên về chủ đề này vào năm 2000, trong đó ông đặt tên cho hiện tượng này là “vòng tròn cổ tích” vì nó có sự giống nhau mơ hồ với “vòng cổ tích” của những loại nấm thường thấy trong rừng.

Những vòng tròn cổ tích ở Namibia khác thường không chỉ ở hình dáng bên ngoài mà còn ở vị trí. Chúng xuất hiện ở một trong những khu vực khô hạn nhất trên thế giới, ở một vùng rất hẹp chỉ nhận được lượng mưa hàng năm từ 70 đến 120mm.

Tuy vậy, chỉ cần di chuyển 30km về phía Đông, nơi có lượng mưa hàng năm khoảng 150mm, không có vòng tròn cổ tích nào xuất hiện và cỏ bao phủ liên tục.

 

Getzin cho biết: “Đây là dấu hiệu rõ ràng cho thấy hiện tượng này là do nước hoặc do khí hậu gây ra. Các vòng tròn cổ tích về cơ bản là biểu hiện cho thấy không có đủ độ ẩm để duy trì thảm thực vật liên tục.”

Trong vòng ba năm, Getzin và nhóm của ông đã thu thập dữ liệu thực địa ở Namibia để khám phá giả thuyết này. Nhóm nghiên cứu đã lắp đặt các cảm biến để đo hàm lượng nước trong đất và đào cỏ. 

Sau một trận mưa, họ phát hiện cỏ mọc bên trong và bên ngoài vòng tròn cổ tích. Tuy nhiên, trong vòng vài tuần, cỏ bên trong vòng tròn chết trong khi cây cối ở ngoại vi vẫn tồn tại. Họ cũng phát hiện ra rằng độ ẩm của đất ở vài centimet trên cùng bên trong vòng tròn đã giảm mặc dù thực tế là không có cỏ.

Getzin giải thích rằng thực vật ở ngoại vi vòng tròn đang cạnh tranh nguồn nước với cỏ bên trong vòng tròn. Nhóm nghiên cứu thậm chí còn phát hiện ra rằng những cây ở vùng ngoại vi này có rễ dài hơn, cho phép chúng hút nước tốt hơn. Kết quả là không còn đủ nước bên trong vòng tròn để cỏ phát triển.

Nhưng tại sao cây lại được sắp xếp xung quanh một vòng tròn?

Getzin cho biết hình dạng vòng tròn cho phép từng loại cỏ tận dụng tối đa nguồn nước sẵn có. Một vòng tròn có tỷ lệ chu vi trên diện tích nhỏ sẽ hạn chế số lượng cây xung quanh và tăng lượng nước có sẵn cho những cây đó. Trong khi đó, trong một hình vuông, sẽ có nhiều cây hơn phải chia sẻ cùng một lượng nước.

Getzin cho biết: “Từ quan điểm cạnh tranh, đây là cấu trúc hợp lý nhất để tiếp cận những nguồn tài nguyên nước hạn chế này”.

Getzin thừa nhận rằng thực chất thực vật không có bộ não, nhưng đây là một mô hình toán học thông minh. Một số vòng tròn cũng cách đều nhau để tạo ra mô hình tổ ong lặp đi lặp lại đồng đều - một phần tạo nên vẻ ngoài kỳ lạ của nó.

Bên ngoài Namibia, những vòng tròn thần tiên cũng đã được tìm thấy ở sa mạc Australia. Getzin và nhóm của ông đã đến Australia và xác định rằng các vòng tròn cũng được hình thành thông qua sự cạnh tranh và tự tổ chức của thực vật.

Một số nhà nghiên cứu xem những mô hình không gian này như một công cụ tiềm năng để đối phó với môi trường nóng, khô hơn, vốn ngày càng gia tăng do biến đổi khí hậu.

Theo nghiên cứu, các hệ sinh thái bị đe dọa có thể tồn tại thông qua việc hình thành các mô hình không gian và thảm thực vật sẽ sắp xếp lại và tự tổ chức để đáp ứng với mức độ khô cằn của môi trường.

Không phải ai cũng đồng tình với lời giải thích của Getzin. Nhà sinh thái học người Australia Fiona Walsh và các đồng nghiệp khẳng định những vòng tròn cổ tích ở Australia là do mối tạo ra.

Marion Meyer, một nhà nghiên cứu về vòng tròn cổ tích, đề xuất một giả thuyết khác: Một loại cây độc hại tên là euphorbia từng mọc lên ở nơi hiện nay có các vòng tròn cổ tích và giết chết các vi khuẩn có lợi giúp cỏ tồn tại trên sa mạc.