Trung Quốc xây “Vạn Lý Trường Thành” thời hiện đại: Dùng sinh vật tồn tại 3,5 tỷ năm trước hút cạn cả sa mạc

Việc cải tạo sa mạc vốn là một thách thức cam go bởi thực vật khó lòng sinh tồn trên những bãi cát di động. Tuy nhiên, các nhà khoa học tại tây bắc Trung Quốc đang thay đổi thực tế này bằng cách thả một lượng lớn tảo lam xuống những vùng đất khô cằn.

Theo China Science Daily , các chủng vi khuẩn lam (cyanobacteria) được tuyển chọn đặc biệt này có khả năng chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt và hạn hán trong thời gian dài. Khi mưa xuống, chúng sẽ hồi sinh, phát triển nhanh chóng và tạo thành một lớp vỏ bền chắc, giàu sinh khối bao phủ bề mặt cát. Lớp vỏ sống này có tác dụng cố định các cồn cát và tạo nền tảng lý tưởng cho sự phát triển của thực vật sau này.

Đây là lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại, vi sinh vật được sử dụng trên quy mô lớn để tái định hình cảnh quan thiên nhiên. Trong bối cảnh “Vạn Lý Trường Thành Xanh” – sáng kiến kéo dài nhiều thập kỷ của Trung Quốc nhằm trồng cây và chống sa mạc hóa – đang mở rộng nỗ lực sang cả Châu Phi và Mông Cổ, công nghệ địa kỹ thuật chưa từng có này hứa hẹn sẽ thay đổi bộ mặt hành tinh chúng ta trong tương lai.

Công nghệ “lớp vỏ nhân tạo”

Kỹ thuật tạo “lớp vỏ” nhân tạo này được phát triển bởi các nhà khoa học tại một trạm nghiên cứu thuộc Khu tự trị dân tộc Hồi Ninh Hạ, nằm ở phía tây bắc Trung Quốc, ngay rìa sa mạc Tengger.

Ninh Hạ đã áp dụng kỹ thuật này như một phần trong chiến lược kiểm soát cát thuộc dự án Vạn Lý Trường Thành Xanh. Dự kiến trong 5 năm tới, phương pháp này sẽ được triển khai trên quy mô lớn để xử lý khoảng 5.333 đến 6.667 ha diện tích sa mạc.

Thành tựu này là kết quả sau hơn một thập kỷ nỗ lực của Trạm Nghiên cứu Thử nghiệm Sa mạc Sa Pha Đầu (Shapotou), trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), tại thành phố Trung Vệ, Ninh Hạ.

Ông Zhao Yang, Phó giám đốc trạm nghiên cứu và là trưởng nhóm dự án, chia sẻ với China Science Daily rằng họ đã thành công trong việc giúp tảo lam tích tụ trên bề mặt cát ổn định. Theo thời gian, chúng liên kết với các hạt đất để hình thành cấu trúc dạng vỏ giống như các cục đất – được giới khoa học gọi là “lớp vỏ vi khuẩn lam”.

Lớp vỏ này đóng vai trò như một “lớp da sinh thái” bao phủ địa hình cát, có khả năng chịu được sức gió lên tới 36 km/h.

Vi khuẩn lam là vi sinh vật quang hợp xuất hiện lần đầu tiên cách đây khoảng 3,5 tỷ năm. Chúng tồn tại trong hầu hết các hệ sinh thái tự nhiên, bao gồm đất, nước ngọt và môi trường biển. Một số loài có thể sản sinh độc tố gây hại cho con người, động vật hoặc môi trường, nhưng các chủng được chọn lọc cho dự án này có tính năng cải tạo đất.

Theo tờ Science and Technology Daily , với các kỹ thuật cố định cát truyền thống, phải mất từ 5 đến 10 năm để hình thành một lớp vỏ tự nhiên. Ngược lại, phương pháp sử dụng tảo lam mới giúp rút ngắn đáng kể quá trình này, cho phép hình thành lớp vỏ đất chỉ trong khoảng một năm, cải thiện vượt bậc khả năng chống sa mạc hóa của con người.

Hành trình từ phòng thí nghiệm ra thực địa

Năm 2010, ông Zhao biết được từ người hướng dẫn của mình rằng một loại vi khuẩn lam có thể tạo ra đất khi được sử dụng trong sa mạc. Tuy nhiên, phải mất hơn một thập kỷ để nhóm nghiên cứu tinh chỉnh kỹ thuật này.

Trong những năm đầu, thách thức lớn nhất là các vi khuẩn phát triển tốt trong phòng thí nghiệm lại khó sống sót ngoài tự nhiên. Năm 2016, ông Zhao phát hiện ra rằng việc sử dụng áp lực để phun vi khuẩn lam và ép chúng vào các khe hở giữa các hạt cát có thể nâng tỷ lệ sống sót lên hơn 60%.

Mặc dù vậy, cách tiếp cận này sau đó được đánh giá là không phù hợp để triển khai quy mô lớn do phụ thuộc vào nguồn điện và đường sá tiếp cận. Điều này thôi thúc ông Zhao tìm cách chuyển hóa các lớp vỏ sinh học này thành dạng “hạt giống” rắn để dễ dàng vận chuyển và phân tán, cuối cùng dẫn đến một kỹ thuật hoàn chỉnh.

Nhóm nghiên cứu đã chọn lọc 7 chủng vi khuẩn lam từ hơn 300 loài. Dung dịch chứa tảo lam sau đó được trộn với chất hữu cơ và bụi mịn để tạo thành một hỗn hợp dạng sệt. Hỗn hợp này được đổ vào các khuôn có lưới hình lục giác, cuối cùng tạo ra các “hạt giống” trông giống như những cục đất khô.

Tải VPBank

“Những khối đất này không chỉ dễ vận chuyển mà còn có tỷ lệ sống sót rất cao,” ông Zhao cho biết. Khi được rải trên các vùng đất khô cằn, chúng sẽ phát triển nhanh chóng sau khi trời mưa và hình thành nên các lớp vỏ đất bền vững.

Di sản và tầm nhìn tương lai

Trạm Nghiên cứu Thử nghiệm Sa mạc Sa Pha Đầu, được thành lập năm 1955, trực thuộc Viện Nghiên cứu Môi trường sinh thái và Tài nguyên Tây Bắc của CAS. Là trạm nghiên cứu kiểm soát cát toàn diện đầu tiên của Trung Quốc, nơi đây là nền tảng quan trọng cho nghiên cứu sa mạc tại quốc gia này và là cơ sở khoa học về sa mạc nổi tiếng quốc tế.

Camera AI giao thông mắc lỗi khó hiểu từng khiến 2.000 tài xế ở đây dính phạt oan, 626 người bị tước bằng

Thậm chí AI còn nhầm lẫn hành động của một tài xế đặt tay lên tai là đang cầm điện thoại, khiến người này bị phạt oan.

Trạm nghiên cứu này lừng danh với việc tiên phong phương pháp chống sa mạc hóa bằng “ô bàn cờ cỏ”. Bên cạnh đó, trạm cũng đã phát triển nhiều lý thuyết và thực tiễn khác để ổn định cát, được áp dụng rộng rãi trên toàn cầu.

Theo một bài viết vào tháng 10 trên trang web của Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc, nước này đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc chống lại tình trạng sa mạc hóa nghiêm trọng, bão cát và xói mòn đất ở các vùng khô cằn phía Bắc trong suốt bốn thập kỷ qua thông qua Chương trình Rừng phòng hộ Tam Bắc – tên chính thức của dự án Vạn Lý Trường Thành Xanh.

Bài viết nhấn mạnh đất nước cần “kiên trì thúc đẩy” dự án Vạn Lý Trường Thành Xanh, phản ánh các chỉ đạo trước đó của Chủ tịch Tập Cận Bình. Đồng thời, bài viết cũng kêu gọi đẩy nhanh phát triển các công nghệ cốt lõi, thúc đẩy các kỹ thuật thực tiễn và mô hình phù hợp.

Vào tháng 7 vừa qua, Trung Quốc tuyên bố hoàn thành vành đai kiểm soát cát dài 1.856 km, trải dài qua ba sa mạc ở Khu tự trị Nội Mông, bao phủ tổng diện tích 94.700 km².