 |
Phấn hoa có thể phản ánh sự thay đổi của môi trường trong hàng triệu năm. Nguồn: sapiens.org |
Hằng năm, các loài thực vật phát tán hàng tỷ hạt phấn hoa vào không khí, khiến nhiều người bị dị ứng. Tuy nhiên, ngoài việc là tác nhân gây dị ứng, phấn hoa còn là những "hộp thời gian" của tự nhiên, lưu giữ bằng chứng về môi trường Trái đất từ hàng triệu năm trước.
Phấn hoa có thể tồn tại lâu như vậy nhờ lớp vỏ ngoài bền chắc - thành phần chính cấu tạo nên lớp vỏ hạt phấn hoa là sporopollenin, một loại polyme sinh học có khả năng chống phân hủy cao. Những hạt phấn hoa hóa thạch có thể giúp các nhà khoa học khám phá lịch sử môi trường nơi sản sinh ra các loài thực vật đã phát tán phấn hoa.
"Hạt phấn hoa là ‘dấu vân tay’ của thực vật", Dafna Langgut, nhà nghiên cứu phấn hoa tại Đại học Tel Aviv (Israel), cho biết. "Chúng rất hữu ích trong việc tái tạo thảm thực vật tự nhiên cổ đại và khí hậu trong quá khứ".
Thông qua các loại phấn hoa và số lượng hạt phấn hoa được tìm thấy tại một địa điểm, các nhà khoa học có thể tái hiện lại các khu rừng cổ đại, theo dõi sự thay đổi mực nước biển và xác định dấu vết của các sự kiện quan trọng, chẳng hạn như va chạm với các tiểu hành tinh hoặc sự sụp đổ của các nền văn minh.
Sau đây là một vài ví dụ cho thấy những gì chúng ta có thể khám phá được từ những hạt phấn hoa bé nhỏ này.
Missouri: Phấn hoa và tiểu hành tinh
Cách đây khoảng 66 triệu năm, một tiểu hành tinh đã va chạm với Trái đất. Người ta cho rằng đây là nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng của khủng long, và vụ va chạm đã tạo ra một cơn sóng thần ở Bắc Mỹ. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một số hóa thạch biển và các viên đá ở Đông Nam tiểu bang Missouri (Mỹ), có lẽ đã lắng đọng tại đây sau cơn sóng thần này.
Trong số các loại đá và hóa thạch biển, các nhà khoa học đã tìm thấy phấn hoa hóa thạch từ cuối kỷ Phấn trắng (Cretaceous) và giai đoạn đầu thế Cổ Tân (Paleocene), thể hiện những thay đổi trong hệ sinh thái xung quanh. Phấn hoa cho thấy hệ sinh thái đã bị phá vỡ ngay lập tức vào thời điểm va chạm với tiểu hành tinh, sau đó dần phục hồi qua hàng trăm đến hàng nghìn năm.
Các hạt phấn hoa từ các loài thực vật hạt trần, chẳng hạn như thông, dương xỉ, thực vật có hoa, cỏ, thảo mộc và cây cọ, đều thể hiện những xu hướng rõ ràng. Một số phấn hoa rừng đã biến mất sau vụ va chạm, cho thấy thảm thực vật của khu vực đã thay đổi. Sau đó, phấn hoa bắt đầu xuất hiện trở lại khi môi trường ổn định.
Bờ Vịnh Hoa Kỳ: Phấn hoa Sequoia và mực nước biển dâng
Các hạt phấn hoa hóa thạch cũng giúp các nhà khoa học theo dõi những thay đổi chậm hơn song cũng mạnh mẽ không kém dọc theo các tiểu bang Mississippi và Alabama ở phía Đông Bờ Vịnh.
Trong giai đoạn đầu của thế Tiệm Tân (Oligocene), khoảng 33,9 đến 28 triệu năm trước, mực nước biển dâng cao làm ngập các khu rừng lá kim thấp trong khu vực này. Các nhà nghiên cứu đã xác định được sự thay đổi rõ rệt về lượng phấn hoa do các loài cây thuộc chi Cù Tùng (Sequoia) - những loài cây lá kim khổng lồ từng thống trị các đồng bằng ven biển, phát tán.
Các nhà khoa học cũng sử dụng những dữ liệu về phấn hoa này để tái tạo lại quá trình bờ biển di chuyển vào sâu trong đất liền, bằng cách theo dõi tỷ lệ hạt phấn hoa trong hồ sơ địa chất so với sự gia tăng của các vi hóa thạch biển (microfossil: hóa thạch cực nhỏ, kích cỡ từ 1 micromet đến 1 milimet).
Kết quả cho thấy các hệ sinh thái trên cạn nằm cách bờ biển ngày nay hàng trăm dặm đã từng ngập trong nước biển. Phấn hoa là một chỉ dấu sinh học và truy vết địa lý cho thấy sự thay đổi cổ xưa này.
Tây Úc: Từ đầm lầy đến vùng nước mặn
Tại Tây Úc, các lõi trầm tích từ lòng hồ Aerodrome, hồ Gastropod và hồ Prado cho thấy tình trạng khô hạn kéo dài có thể biến đổi hệ sinh thái trong một khu vực như thế nào.
Trong thế Thủy Tân (Eocene), khoảng 55,8 triệu đến 33,9 triệu năm trước, nơi đây là những hồ nước ngọt với những đầm lầy rừng ngập nước tươi tốt bao quanh. Điều này thể hiện rõ qua lượng phấn hoa dồi dào từ các loài cây nhiệt đới, cây bụi ưa ẩm và bào tử dương xỉ vào thời điểm đó. Tuy nhiên, thảm thực vật đã thay đổi đáng kể khi mảng kiến tạo Úc trôi dạt về phía Bắc, khiến khí hậu trở nên khô hạn hơn.
Các lớp phía trên của lõi trầm tích, lưu giữ lịch sử gần đây hơn, chủ yếu chứa phấn hoa từ các loài thực vật chịu mặn và chịu hạn, thụ phấn nhờ gió - bằng chứng cho thấy thảm thực vật đã thay đổi dưới áp lực môi trường ngày càng tăng.
Sự hiện diện của tảo Dunaliella, một loài tảo lục phát triển mạnh trong nước rất mặn, cùng với lượng phấn hoa thưa thớt từ các loài thực vật có thể sống trong môi trường khô hạn, cho thấy các hồ nước ngọt từng nuôi dưỡng những cánh rừng đã trở nên rất mặn.
Guatemala: Lịch sử Maya và sự phục hồi rừng
Ở vùng nhiệt đới, hồ Izabal - hồ nước lớn nhất ở Guatemala, là một "kho lưu trữ" lịch sử trong hơn 1300 năm qua. Trầm tích hồ phản ánh sự biến đổi khí hậu tự nhiên và tác động sâu sắc từ việc sử dụng đất của con người, đặc biệt là trong giai đoạn hưng thịnh và suy tàn của nền văn minh Maya.
Khoảng 1125 đến 1200 năm trước, lượng phấn hoa từ các loại cây trồng như ngô và các loại thảo mộc có cơ hội tăng vọt, trong khi phấn hoa từ các loại cây cối khác giảm xuống, thể hiện tình trạng phá rừng lan rộng. Các tài liệu lịch sử cho thấy sau đó không lâu, các trung tâm chính trị trong khu vực đã sụp đổ.
Sau khi giảm bớt áp lực dân số, những cánh rừng mới bắt đầu phục hồi. Phấn hoa từ các loại cây nhiệt đới gỗ cứng tăng lên, cho thấy thảm thực vật đã phục hồi ngay cả khi lượng mưa giảm trong thời kỳ tiểu Băng hà từ thế kỷ 14 đến giữa thế kỷ 19.
Câu chuyện của phấn hoa hiện đại
Bằng cách phân tích số lượng, hình dạng, đặc điểm bề mặt và cấu trúc vỏ của các hạt phấn hoa hóa thạch, các nhà khoa học có thể phác họa bức tranh chung về thảm thực vật cổ đại, những loài hiện có, sự phong phú của chúng và thành phần loài thay đổi theo khí hậu, mực nước biển hoặc hoạt động của con người như thế nào.
Tương tự, phấn hoa hiện đại cũng ẩn chứa câu chuyện riêng. Trong bối cảnh khí hậu ngày càng ấm lên, hành vi của các loài thực vật phát tán phấn hoa cũng đang thay đổi. Ở nhiều vùng ôn đới, mùa phấn hoa bắt đầu sớm hơn và kéo dài hơn do nhiệt độ ấm lên và lượng carbon dioxide trong khí quyển tăng lên từ xe cộ, nhà máy và các hoạt động khác của con người.
Tất cả những điều đó đang được lưu giữ trong phấn hoa hóa thạch tích tụ ở các lớp trầm tích dưới đáy hồ trên khắp thế giới. Những hạt phấn hoa lơ lửng trong không khí khiến chúng ta dị ứng trong hiện tại có thể trở thành "hộp thời gian" sinh học kể lại những câu chuyện về sự thay đổi của Trái đất cho những thế hệ tương lai.
Nguồn: The Conversation, National Geographic
Bài đăng KH&PT số 1354 (số 30/2025)
Ngọc Mai tổng hợp