Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang triển khai một dự án địa kỹ thuật quy mô lớn mang tên “đóng vỏ nhân tạo” (artificial crusting). Họ sử dụng khối lượng khổng lồ tảo lam – lục (vi khuẩn lam, cyanobacteria) để biến những cồn cát khô cằn thành vùng đất ổn định, có thể cải tạo và khai thác.
Theo SCMP, đây là lần đầu tiên trong lịch sử, vi sinh vật được sử dụng ở quy mô lớn đến vậy để tái định hình cảnh quan tự nhiên.
Vi khuẩn lam – nhóm sinh vật quang hợp đã tồn tại trên Trái Đất hàng tỷ năm – có mặt ở hầu hết mọi môi trường, từ đại dương cho tới đất liền. Công nghệ “lớp vỏ sinh học” (biocrust) này được phát triển tại Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm Sa mạc Shapotou, trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), và là kết quả của nhiều năm nghiên cứu tại khu tự trị Ninh Hạ.
Lớp vỏ dựa trên vi khuẩn lam này có thể chịu được gió với tốc độ lên tới 36 km/h (22 dặm/giờ), và dự kiến sẽ giúp cải tạo khoảng 6.667 hecta đất sa mạc tại Ninh Hạ trong vòng 5 năm tới.
Đáng chú ý, công nghệ chi phí thấp nhưng hiệu quả cao này được kỳ vọng sẽ trở thành khuôn mẫu cho các nỗ lực phục hồi sa mạc và giảm thiểu biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu.
Cải tạo sa mạc
Sa mạc vốn nổi tiếng là cực kỳ khó cải tạo. Phần lớn thực vật không thể sinh tồn trước tính chất mài mòn và dịch chuyển liên tục của cát.
Tuy nhiên, các nhà khoa học tại trạm nghiên cứu ở Ninh Hạ đã tìm ra cách “dán chặt” bề mặt sa mạc bằng việc triển khai các chủng vi khuẩn lam được tuyển chọn đặc biệt. Theo SCMP, phương pháp này tạo ra một “lớp da sinh thái”.
Những vi sinh vật này có khả năng chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt và điều kiện khô hạn khốc liệt trong nhiều năm. Khi gặp nước – dù chỉ là lượng mưa rất nhỏ – chúng sẽ kích hoạt trở lại, sinh sôi và tiết ra một ma trận sinh khối giàu dinh dưỡng, liên kết các hạt cát với nhau. Lớp vỏ sinh học của đất này giúp cố định các cồn cát đang dịch chuyển và tạo nền tảng giàu dưỡng chất cho quá trình kế tiếp của sự phát triển thảm thực vật.
Trong tự nhiên, việc hình thành một lớp vỏ ổn định trên sa mạc có thể mất từ 5 đến 10 năm. Với công nghệ tảo lam mới này, thời gian đó được rút ngắn xuống chỉ còn khoảng 1 năm.
Phương pháp “hạt giống rắn”
Quy trình này được hoàn thiện thông qua nhiều lần thử nghiệm và điều chỉnh. Ban đầu, các nhà khoa học thử phun tảo ở dạng lỏng, nhưng phương pháp này phụ thuộc quá nhiều vào hạ tầng phức tạp.
Sau khi sàng lọc hơn 300 loài, các nhà nghiên cứu đã xác định được 7 chủng vi khuẩn lam chủ chốt làm nền tảng cho dự án. Những chủng này được trộn với chất hữu cơ thành một hỗn hợp giàu dinh dưỡng, sau đó đúc vào các khuôn lục giác.
Kết quả là một dạng “hạt giống rắn” đặc biệt – những khối vật liệu có thể dễ dàng vận chuyển sâu vào sa mạc và vẫn sống sót khi tới nơi.
Khi được rải trên vùng đất khô cằn, các khối này nằm chờ độ ẩm; ngay khi có mưa, chúng bùng nổ sinh trưởng, kết nối các hạt cát lại với nhau, hình thành một lớp vỏ bền vững và bảo vệ bề mặt đất.
Công nghệ này hiện không còn chỉ nằm trong phòng thí nghiệm. Ninh Hạ đang chuẩn bị áp dụng phương pháp này trên hơn 6.000 hecta sa mạc trong những năm tới.
Dự án địa kỹ thuật này là một phần trong sáng kiến đầy tham vọng “Vạn lý trường thành xanh” của Trung Quốc nhằm chống sa mạc hóa. Nó vượt ra ngoài cách trồng cây truyền thống để trực tiếp xử lý căn nguyên của sa mạc hóa: sự dịch chuyển không ngừng của cát.
Các chiến lược này hiện đang được mở rộng ra toàn cầu, bao gồm cả châu Phi và Mông Cổ. Với việc hoàn thành gần đây một vành đai kiểm soát cát dài 1.856 km tại Nội Mông, Trung Quốc tiếp tục thúc đẩy các công nghệ cốt lõi nhằm thực hiện sứ mệnh dài hạn: ngăn chặn sa mạc hóa và phục hồi các vùng đất khô hạn trên quy mô toàn hành tinh.
Theo IE
