Các rạn san hô là những cấu trúc lớn dưới nước bao gồm các bộ xương của động vật không xương sống biển thuộc địa được gọi là san hô. Các loài san hô xây dựng các rạn san hô được gọi là san hô, hay "cứng", vì chúng chiết xuất canxi cacbonat từ nước biển để tạo ra một bộ xương cứng, bền, bảo vệ cơ thể mềm mại như túi của chúng. Các loài san hô khác không liên quan đến việc xây dựng rạn san hô được gọi là san hô mềm mềm. Các loại san hô này là những sinh vật linh hoạt thường giống với thực vật và cây cối và bao gồm các loài như quạt biển và roi biển, theo Coral Coral Alliance (CORAL), một tổ chức môi trường phi lợi nhuận.
Mỗi san hô riêng lẻ được gọi là một polyp. Polyp san hô sống trên exoskeletons canxi của tổ tiên của họ, thêm exoskeleton của riêng họ vào cấu trúc san hô hiện có. Khi nhiều thế kỷ trôi qua, rạn san hô dần dần phát triển, từng bộ xương nhỏ xíu, cho đến khi chúng trở thành những đặc điểm lớn của môi trường biển.
San hô được tìm thấy trên khắp các đại dương trên thế giới, từ Quần đảo Aleutian ngoài khơi Alaska đến vùng biển nhiệt đới ấm áp của Biển Caribê. Các rạn san hô lớn nhất được tìm thấy ở vùng nước nông, trong vắt của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Lớn nhất trong số các hệ thống rạn san hô, Great Barrier Reef ở Australia, có chiều dài (2.400 km) hơn 1.500 dặm.
Các nhà khoa học mới chỉ khám phá khoảng 20% đáy đại dương, theo Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA). Do đó, các nhà thám hiểm đại dương tiếp tục khám phá các rạn san hô chưa từng được biết đến trước đây có khả năng tồn tại hàng trăm năm.
Cuộc sống của san hô
Có hàng trăm loài san hô khác nhau, theo CORAL. San hô có một loạt các hình dạng và màu sắc rực rỡ, từ san hô não tròn, gấp (được đặt tên giống với não người) đến roi biển cao, thanh lịch và quạt biển trông giống như những cây hoặc cây có màu sắc rực rỡ.
San hô thuộc về phylum cnidaria (phát âm là ni-DAR-ee-uh), một nhóm bao gồm sứa, hải quỳ, chiến tranh người đàn ông Bồ Đào Nha và một số động vật không xương sống dạng gelatin và châm chích khác.
San hô nuôi bằng một trong hai cách. Một số loài bắt sinh vật biển nhỏ, như cá và sinh vật phù du, bằng cách sử dụng các xúc tu châm chích ở rìa ngoài của cơ thể chúng. Tuy nhiên, hầu hết san hô phụ thuộc vào loài tảo gọi là zooxanthellae để cung cấp năng lượng thông qua quá trình quang hợp.
Các san hô có mối quan hệ cộng sinh, hoặc cùng có lợi, với zooxanthellae, theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA). Những loài tảo này sống bên trong cơ thể của polyp san hô nơi chúng quang hợp để tạo ra năng lượng cho bản thân và polyp. Polyp, lần lượt, cung cấp một ngôi nhà và carbon dioxide cho tảo. Ngoài ra, zooxanthellae cung cấp cho san hô những màu sắc sống động - hầu hết các cơ thể polyp san hô đều rõ ràng và không màu mà không có zooxanthellae.
Một số loài san hô, chẳng hạn như san hô não, là loài lưỡng tính, có nghĩa là chúng sản xuất trứng và tinh trùng cùng một lúc. Sinh sản hữu tính xảy ra trong một sự kiện sinh sản san hô hàng loạt mà đối với một số loài, chỉ xảy ra mỗi năm một lần.
Các loài khác, chẳng hạn như san hô elkhorn, là gonochoric, có nghĩa là chúng tạo ra các thuộc địa bao gồm tất cả con đực hoặc tất cả con cái. Trong mỗi thuộc địa san hô, tất cả các polyp sẽ chỉ tạo ra trứng hoặc chỉ tinh trùng. Để sinh sản thành công, thuộc địa phải dựa vào một thuộc địa lân cận tạo ra tế bào sinh sản khác.
Thế giới của các rạn san hô
Hầu hết các rạn san hô đáng kể được tìm thấy ngày nay là từ 5.000 đến 10.000 năm tuổi, theo CORAL. Chúng thường được tìm thấy ở vùng nước nông, trong, ấm, nơi có nhiều ánh sáng mặt trời để nuôi dưỡng tảo mà san hô phụ thuộc vào thức ăn.
Các rạn san hô chiếm chưa đến 1 phần trăm của đáy đại dương - tất cả các rạn san hô kết hợp sẽ bằng diện tích khoảng 110.000 dặm vuông (285.000 km vuông), chỉ về kích thước của tiểu bang Nevada. Tuy nhiên, chúng là một trong những hệ sinh thái đa dạng và năng suất nhất trên Trái đất.
Khoảng 25 phần trăm của tất cả các loài sinh vật biển được biết đến dựa vào các rạn san hô để làm thức ăn, nơi trú ẩn và sinh sản. Đôi khi được gọi là "rừng mưa nhiệt đới trên biển" vì sự đa dạng sinh học của chúng, các rạn san hô là môi trường sống chính của hơn 4.000 loài cá, 700 loài san hô và hàng ngàn loài thực vật và động vật khác, theo CORAL.
Các rạn san hô thường được chia thành bốn loại, theo CORAL: rạn san hô, rạn san hô, rạn san hô vá và đảo san hô. Rạn san hô là rạn san hô thường thấy nhất và mọc gần bờ biển. Rạn san hô rào cản khác với rạn san hô ở chỗ chúng bị ngăn cách với bờ biển bởi các đầm phá sâu hơn, rộng hơn. Các rạn san hô vá thường phát triển giữa rìa và các rạn san hô trên nền tảng đảo hoặc thềm lục địa. Các vòng san hô tạo nên đảo san hô tạo ra các đầm phá được bảo vệ ở giữa các đại dương, điển hình là xung quanh các hòn đảo đã chìm xuống đại dương.
Các rạn san hô dưới sự bao vây
Các rạn san hô là môi trường sống biển quan trọng mà nhiều loài đại dương phụ thuộc. Ngoài ra, các rạn san hô cung cấp khoảng 30 tỷ đô la hàng năm lợi ích kinh tế trực tiếp cho người dân trên toàn thế giới mặc dù thực phẩm, ngư nghiệp và du lịch, theo Trạm Hàng hải Hopkins của Đại học Stanford.
Nhưng các rạn san hô bị đe dọa bởi một số mối đe dọa.
Sự axit hóa ngày càng tăng của đại dương - gây ra khi các đại dương hấp thụ lượng carbon dioxide khổng lồ thải vào khí quyển thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch - ức chế khả năng của san hô để tạo ra các exoskelet canxi mà chúng dựa vào để trú ẩn.
Ô nhiễm nước cũng vậy, đang tàn phá các rạn san hô. Thuốc trừ sâu nông nghiệp và phân bón, dầu và xăng, nước thải và trầm tích từ các cảnh quan bị xói mòn làm cho san hô khó phát triển, và do đó làm hỏng các mối quan hệ phức tạp tồn tại giữa thực vật, san hô và các động vật khác là một phần của hệ sinh thái rạn san hô.
Khi nhiệt độ của các đại dương trên thế giới tăng lên do sự nóng lên toàn cầu, các polyp san hô sẽ trục xuất Zooxanthellae mà chúng phụ thuộc vào thực phẩm. Một khi Zooxanthellae không còn nữa, san hô sẽ mất đi màu sắc rực rỡ và tất cả những gì có thể nhìn thấy là exoskeleton màu trắng; điều này được gọi là tẩy trắng san hô. Các khuẩn lạc san hô bị tẩy trắng thường chết đi, theo CORAL.
Các hoạt động đánh bắt cá như câu cá xyanua (phun xyanua vào nước làm choáng cá để dễ đánh bắt hơn), "câu cá nổ" bằng thuốc nổ và đánh bắt quá mức với tàu đánh cá có thể phá hủy rạn san hô hàng nghìn năm chỉ trong vài phút.
"Đánh bắt quá mức, axit hóa đại dương và ô nhiễm đang đẩy các rạn san hô vào quên lãng", Roger Bradbury, nhà sinh thái học tại Đại học Quốc gia Úc ở Canberra, viết trong bài viết về ý kiến của tờ New York Times. "Mỗi một trong số các lực lượng đó hoàn toàn có khả năng gây ra sự sụp đổ toàn cầu của các rạn san hô; cùng nhau, họ đảm bảo điều đó."
Tương lai của rạn san hô Great Barrier
Rạn san hô lớn nhất thế giới, Great Barrier Reef, là nơi sinh sống của ít nhất 400 loài san hô riêng lẻ và hàng ngàn loài cá, động vật thân mềm, rắn biển, rùa biển, cá voi, cá heo, chim và nhiều hơn nữa. Cũng như các rạn san hô khác trên thế giới, điểm nóng sinh thái đáng kinh ngạc này đang bị đe dọa.
Một đợt nắng nóng năm 2016 đã khiến một tỷ lệ lớn san hô trong Great Barrier Reef trải qua quá trình tẩy trắng và tử vong nghiêm trọng. Một nghiên cứu năm 2018 trên tạp chí Nature Communications cho thấy, chỉ ở một phần ba phía bắc của rạn san hô, hơn 60% san hô nước cạn (những người dưới 49 feet, hoặc 15 mét) đã trải qua một số mức độ tẩy trắng và 30% san hô chết. Nghiên cứu cũng cho thấy ngay cả ở những khu vực sâu hơn, ít được khám phá của rạn san hô (xuống khoảng 131 feet hoặc 40 m), gần 40% san hô đã bị tẩy trắng ít nhất một phần.
Các rạn san hô khỏe mạnh dẫn đến các đại dương khỏe mạnh, và các đại dương khỏe mạnh là yếu tố sống còn đối với mọi sự sống trên Trái đất. Sự hủy diệt không chỉ đối mặt với rạn san hô Great Barrier, mà còn mọi rạn san hô trên khắp thế giới, có thể dẫn đến sự tuyệt chủng của hàng ngàn loài sinh vật biển. Đổi lại, bờ biển hiện đang được bảo vệ bởi các rạn san hô sẽ dễ bị lũ lụt hơn trong cơn bão, một số đảo và các quốc gia vùng thấp sẽ biến mất dưới nước, và ngành công nghiệp trị giá 30 tỷ đô la mà các rạn san hô cung cấp có thể sụp đổ.
Chính phủ Úc đã đưa ra một kế hoạch dài hạn để duy trì rạn san hô Great Barrier. Kế hoạch vạch ra những nỗ lực nhằm giảm đáng kể và cuối cùng loại bỏ các vật liệu và hóa chất bán phá giá, giảm việc đánh bắt và săn trộm, và giám sát chất lượng nước của dòng chảy hướng vào rạn san hô.
Cũng có nhiều nỗ lực để xây dựng lại rạn san hô. Các nhà khoa học đang làm việc để nhân giống các loài san hô mạnh hơn, ít nhạy cảm hơn với vùng nước ấm hơn và phát triển với tốc độ nhanh, báo New York Times đưa tin. Họ trồng nhiều loài san hô khác nhau trong phòng thí nghiệm và đặt chúng trong môi trường thí nghiệm được thiết kế để phản ánh nhiệt độ và độ axit dự đoán của các thập kỷ đại dương kể từ bây giờ.
Một nhóm các nhà sinh thái rạn san hô khác đang thử nghiệm san hô phát triển trên khung thép đặt trên các phần bị hư hỏng của rạn san hô. Các dòng điện được gửi qua các khung thép, tăng tốc độ tăng trưởng của san hô lên gấp ba đến bốn lần, theo nhà khoa học mới. Có thể kỹ thuật này có thể giúp xây dựng lại rạn san hô và làm cho san hô có nhiều khả năng sống sót hơn trong các sự kiện tẩy trắng.
