Người tô màu cho suối nóng Grand Prismatic là vô số vi sinh vật nhỏ tới mức mắt thường không thấy. Mỗi vòng nước quanh mạch nóng có một nhiệt độ riêng, mỗi nhiệt độ nuôi một nhóm vi khuẩn riêng, và mỗi nhóm mang một sắc tố riêng, từ xanh lá, vàng, cam cho tới đỏ nâu.
Chào bạn, đây là Nhà Khám Phá. Hôm nay mình tới công viên quốc gia Yellowstone ở nước Mỹ, nơi mặt đất bốc hơi nghi ngút, nơi có những cột nước phun lên trời theo giờ. Giữa khung cảnh ấy có một cái hồ nước nóng rộng hơn sân bóng, nhìn từ trên cao giống như một con mắt cầu vồng khổng lồ.
Nước nóng ở Yellowstone từ đâu ra?
Yellowstone nằm trên một vùng núi lửa rất lớn. Sâu bên dưới là một khối đá nóng chảy và đá nóng, nhiệt từ đó truyền lên làm nóng nước ngầm. Nước mưa và tuyết tan ngấm xuống, gặp đá nóng thì sôi lên, rồi theo khe nứt trồi ngược lên mặt đất.
Tuỳ đường đi của nước mà ta có những kiểu khác nhau. Có chỗ nước bị nhốt trong khe hẹp, tích áp lực rồi phụt lên thành cột, gọi là mạch phun. Có chỗ nước trồi lên thong thả thành hồ, đó là suối nóng. Có chỗ chỉ có hơi bốc lên, hoặc bùn sôi lục bục.
Grand Prismatic là suối nóng lớn nhất nước Mỹ. Hồ rộng hơn một trăm mét, sâu khoảng năm chục mét. Nước ở giữa hồ nóng khoảng bảy mươi độ, nóng tới mức nhúng tay vào là bỏng nặng.
Từ tâm hồ, nước tràn ra mọi phía trên một sườn thoải, nguội dần khi chảy ra xa. Chính sự nguội dần ấy là bí mật của những vòng màu.
Vì sao giữa hồ lại xanh thẳm?
Ở tâm hồ, nước quá nóng và quá sâu, rất ít sinh vật sống nổi. Màu xanh đậm ở đây là màu của chính nước, giống lý do biển sâu và bầu trời có màu xanh.
Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp nhiều màu. Khi đi vào một khối nước sâu và trong, phần ánh sáng đỏ và vàng bị nước hút mất dần, còn ánh sáng xanh thì bị tán xạ ngược trở lại mắt mình nhiều hơn. Nước càng trong, càng sâu thì màu xanh càng đậm.
Nước ở tâm suối lại rất trong vì nóng quá, rong tảo hay vi khuẩn bình thường không mọc được để làm đục nước. Thế là mình nhìn được sâu xuống và thấy một màu lam rất tinh khiết.
Thử so với hồ nước quê mình: ao làng thường có màu xanh lục hoặc nâu đục vì đầy tảo và phù sa. Còn ở đây, sự vắng mặt của sự sống lại làm nên màu đẹp nhất.
Vi khuẩn chịu nóng tô màu các vòng ngoài thế nào?
Đi ra xa tâm một chút, nước nguội hơn, tuy vẫn rất nóng với con người. Ở đó bắt đầu có những sinh vật chịu nhiệt sống thành những lớp thảm mỏng trên đáy. Chúng là vi khuẩn và các vi sinh vật nhỏ khác, có những loài sống được ở nước nóng gần như không thể tin nổi.
Nhiều loài trong số này quang hợp, tức là dùng ánh nắng để sống như cây cỏ. Chúng có diệp lục màu xanh, nhưng còn có những sắc tố khác màu vàng, cam, đỏ, giống chất làm nên màu cà rốt hay màu lá cây mùa thu. Những sắc tố ấy giúp chúng chống lại ánh nắng quá gắt.
Mỗi nhiệt độ hợp với một nhóm loài, nên các thảm vi khuẩn xếp thành vòng: gần tâm hơn là vòng xanh lục và vàng, xa hơn là cam, rồi đỏ, rồi nâu ở mép ngoài nơi nước đã nguội nhiều.
Màu cũng đổi theo mùa. Mùa hè nắng mạnh, các vi khuẩn tạo nhiều sắc tố cam đỏ hơn để che nắng, nên vòng màu rực hơn. Mùa đông ít nắng, màu dịu đi và xanh hơn. Thế là cùng một cái hồ, mỗi mùa ta lại được xem một bức tranh khác.
Một con vi khuẩn ở suối nóng đã thay đổi y học thế nào?
Câu chuyện thú vị nhất của Yellowstone có khi không phải màu sắc, mà là một con vi khuẩn. Vào những năm sáu mươi của thế kỷ trước, một nhà vi sinh học nghiên cứu các suối nóng trong công viên và tìm ra một loài vi khuẩn sống khỏe ở nước rất nóng.
Muốn sống được ở đó, các chất trong cơ thể nó phải chịu được nhiệt độ mà ở sinh vật khác sẽ bị phá hỏng, giống lòng trắng trứng gặp nóng là đông lại. Sau này, người ta lấy từ con vi khuẩn ấy một loại men chịu nhiệt.
Loại men đó trở thành chìa khoá cho một kỹ thuật sao chép vật chất di truyền với số lượng lớn, trong đó mẫu phải được làm nóng rồi làm nguội liên tục nhiều lần. Kỹ thuật này ngày nay có mặt trong nhiều xét nghiệm y khoa, trong điều tra pháp y và nghiên cứu sinh học.
Nghĩa là mỗi lần bạn nghe tới một xét nghiệm tìm dấu vết gen, rất có thể đằng sau có bóng dáng của một sinh vật nhỏ xíu từng sống trong một vũng nước nóng ở Yellowstone.
Vì sao chỉ được ngắm từ cầu gỗ?
Nhìn đẹp là vậy nhưng khu suối nóng là một trong những nơi nguy hiểm nhất của công viên. Lớp đất quanh mép hồ nhiều chỗ chỉ là một vỏ mỏng phủ trên nước sôi. Một bước giẫm sai có thể sụt chân xuống nước nóng.
Vì thế quanh các suối có đường cầu gỗ, và quy định là đi đúng trên đó. Đã có những tai nạn rất đau lòng vì người ta bước ra khỏi lối đi để đến gần hơn hoặc để chụp ảnh.
Cầu gỗ còn bảo vệ chính những thảm vi khuẩn. Chúng mỏng manh, mất rất lâu mới phát triển thành từng lớp, một vết giày có thể để lại dấu hỏng nhiều năm.
Còn muốn thấy trọn con mắt cầu vồng, người ta thường leo lên một ngọn đồi gần đó nhìn xuống. Từ trên cao, hơi nước bốc lên mờ ảo, những vòng màu hiện ra rõ nét như ai vừa đổ màu nước lên giấy.
Câu hỏi thường gặp
Yellowstone có phải là một siêu núi lửa không?
Yellowstone nằm trên một hệ núi lửa rất lớn từng có những đợt phun trào cực mạnh trong quá khứ xa. Các nhà khoa học theo dõi liên tục và hiện chưa có dấu hiệu nào cho thấy một đợt phun lớn sắp xảy ra, những tin đồn sắp phun thường là phóng đại.
Vi khuẩn có thể sống ở nhiệt độ cao nhất là bao nhiêu?
Một số vi sinh vật sống gần các miệng phun dưới đáy biển chịu được nhiệt độ vượt quá một trăm độ, vì áp suất cao giữ cho nước không sôi. Ở suối nóng trên cạn, nhiều loài sống tốt ở nước khoảng bảy tám chục độ.
Yellowstone là công viên quốc gia đầu tiên phải không?
Đúng vậy, Yellowstone được lập năm một nghìn tám trăm bảy mươi hai và thường được coi là công viên quốc gia đầu tiên trên thế giới. Ý tưởng giữ một vùng đất tự nhiên cho mọi người cùng ngắm đã lan ra rất nhiều nước sau đó.
Việt Nam có suối nóng nhiều màu như vậy không?
Việt Nam có nhiều suối nước nóng ở miền Trung và miền Bắc, nhưng phần lớn nhiệt độ thấp hơn và không có những vòng màu rực rỡ như Yellowstone. Ở một số nơi vẫn thấy những lớp rêu tảo màu xanh vàng quanh mép suối, cùng một nguyên lý.
Vì sao nước suối nóng thường có mùi trứng thối?
Mùi ấy đến từ một loại khí chứa lưu huỳnh thoát ra từ lòng đất cùng với nước nóng. Ở nồng độ thấp nó chỉ khó chịu, nhưng ở nơi kín và đậm đặc thì có hại, nên các khu suối nóng thường có biển dặn không đứng lâu ở chỗ trũng.
