Núi St. Helens ở bang Washington, Mỹ, phun ngày 18/5/1980, quật đổ rừng trên khoảng 600 km² và phủ đá bọt lên vùng phía bắc miệng núi. Sự sống quay lại nhanh hơn dự đoán, và phần lớn không phải từ bên ngoài bay vào mà từ những gì sống sót tại chỗ: cây con dưới tuyết, chuột túi dưới hang, cá trong hồ còn đóng băng. Bài học lớn nhất của St. Helens là thảm hoạ hiếm khi xoá sạch tất cả; những "di sản sinh học" còn sót lại quyết định tốc độ và hướng hồi sinh.
Sáng ngày 18/5/1980
Lúc 8 giờ 32 sáng, một trận động đất làm sườn bắc của núi, vốn đã phồng lên nhiều tuần vì magma dâng, sạt xuống. Đó là vụ lở đất lớn nhất từng được ghi lại bằng dụng cụ đo. Sườn núi trượt đi giải phóng áp lực đột ngột, magma và khí bên trong nổ ngang về phía bắc. Luồng nổ quét qua rừng thông, linh sam già với tốc độ hàng trăm km/giờ, quật đổ cây như rạ trên diện tích khoảng 600 km². Đỉnh núi thấp đi khoảng 400 m. Vụ phun làm 57 người thiệt mạng.
Cùng một sự kiện nhưng mỗi nơi chịu một kiểu tác động khác nhau. Đây là điều khiến St. Helens thành một "phòng thí nghiệm" phong phú: các nhà sinh thái có trong tay nhiều kiểu xuất phát điểm trên cùng một ngọn núi.
Năm vùng, năm điểm xuất phát
| Vùng | Chuyện gì xảy ra | Sự sống còn lại |
|---|---|---|
| Đồng đá bọt (ngay phía bắc miệng núi) | Dòng tro đá nóng phủ dày nhiều mét | Gần như không còn gì; diễn thế nguyên sinh thật sự |
| Bãi đất đá lở | Khối đất đá sạt lấp thung lũng dày hàng chục mét | Rất ít, rải rác vài mảng đất mang theo rễ cây |
| Vùng cây đổ | Luồng nổ quật đổ cả rừng, phủ một lớp tro | Cây con, cây bụi dưới tuyết; động vật dưới đất; rễ cây bụi |
| Vùng cây chết đứng | Hơi nóng thiêu chết lá, cây vẫn đứng | Nhiều cây bụi tầng thấp, đất gần như nguyên |
| Vùng tro rơi xa | Tro mịn rơi dày vài centimet | Hầu hết cây cối sống; tro bị mưa trôi dần |
Những kẻ sống sót bất ngờ
Thời điểm vụ phun hoá ra rất quan trọng. Tháng 5 ở vùng núi cao đó, nhiều sườn bắc còn phủ tuyết. Lớp tuyết như một tấm chăn, che cây con của linh sam, độc cần, cây bụi việt quất khỏi luồng nhiệt. Khi tuyết tan trong những tuần sau, các cây non ấy vươn lên qua lớp tro, thành những đốm xanh giữa vùng cây đổ. Nếu vụ phun xảy ra vào tháng 8, khi tuyết đã tan, kết quả sẽ khác hẳn.
Vụ phun cũng xảy ra vào buổi sáng. Nhiều động vật đi ăn đêm như chuột, sóc đất đã về hang. Loài chuột túi (Thomomys talpoides), sống gần như cả đời dưới đất, sống sót khá nhiều. Chúng đào hang, đùn đất cũ giàu mùn và hạt giống lên trên lớp tro, trộn hai lớp với nhau. Mỗi đống đất chuột đùn là một ô nhỏ nơi cây có thể bén rễ. Kiến, bọ cánh cứng dưới đất, nấm rễ trong đất cũng sống sót theo cách tương tự.
Trong các hồ trên núi còn đóng băng, cá và lưỡng cư dưới lớp băng được che chắn. Khi băng tan, chúng tiếp tục sống trong một hồ nay giàu dinh dưỡng hơn vì tro. Ngược lại, ếch nhái ở các vũng nước không có băng che bị chết nhiều.
Cây đậu lupin đầu tiên trên đồng đá bọt
Đồng đá bọt là nơi khắc nghiệt nhất: nóng, khô, không đạm, không có gì sống sót. Năm 1981, các nhà nghiên cứu tìm thấy ở đây một cây đậu lupin đồng cỏ (Lupinus lepidus) đơn độc. Hạt của nó nặng, không bay xa được, nên nhiều khả năng đến từ một bãi lupin còn sót trên sườn núi gần đó.
Lupin là cây họ đậu, có vi khuẩn cố định đạm ở nốt rễ. Một cây chết đi để lại đạm cho đất. Cây mẹ đơn độc ấy sinh ra hạt, hạt mọc quanh gốc, thành một mảng lupin. Mảng lupin lại giữ hạt bay của các loài khác, giữ ẩm, giữ xác côn trùng. Chỉ sau vài năm, những mảng lupin đã thành các "đảo màu mỡ" nơi cỏ, cây bụi, rồi cây liễu, cây gỗ con mọc lên.
Điều thú vị là lupin không lan nhanh như dự đoán. Nghiên cứu của John Bishop và đồng nghiệp cho thấy sâu ăn lá và các côn trùng ăn hạt tập trung tấn công những cây lupin ở rìa mảng, nơi quần thể đang mở rộng. Côn trùng ăn cỏ đã làm chậm cả quá trình diễn thế. Đây là ví dụ hiếm hoi đo được tác động của bậc dinh dưỡng thứ hai lên tốc độ hồi sinh.
Hồ Spirit: từ nồi súp vi khuẩn tới hồ trong
Hồ Spirit dưới chân núi bị khối đất đá lở dồn vào. Nước hồ dâng lên sườn núi bên kia thành một con sóng khổng lồ rồi rút xuống, kéo theo hàng nghìn thân cây bị quật đổ. Đáy hồ được nâng lên, nước đầy tro, cành lá, chất hữu cơ. Vi khuẩn phân giải bùng nổ, hút hết oxy. Trong vài tháng, hồ Spirit gần như là một nồi súp vi khuẩn, không cá nào sống nổi.
Nhưng chỉ trong vài năm, khi chất hữu cơ phân giải bớt, oxy quay lại, tảo và động vật phù du hồi phục, nước trong dần. Một phần mặt hồ đến nay vẫn được phủ bởi bè thân cây trôi nổi, trôi qua lại theo gió, là chỗ đậu của chim và nơi sinh sống của nhiều sinh vật dưới nước.
Hai cách hồi phục cạnh nhau
Năm 1982, Quốc hội Mỹ lập Khu tưởng niệm Núi lửa Quốc gia Núi St. Helens, khoảng 445 km², với chủ trương để tự nhiên tự hồi phục, chỉ can thiệp tối thiểu. Ngay bên ngoài ranh giới, trên đất của các công ty lâm nghiệp, cây đổ được thu hồi gỗ và hàng triệu cây con được trồng lại.
Bốn mươi năm sau, hai vùng trông rất khác. Đất trồng lại là rừng trồng đồng tuổi, cây cao đều, tầng dưới đơn giản. Trong khu bảo vệ là một bức khảm: đồng cỏ hoa, bụi liễu, cây tống quán, những đám linh sam con mọc từ di sản dưới tuyết, xen gỗ mục còn nằm nguyên. Số loài thực vật và động vật trong vùng tự hồi phục cao hơn, dù sinh khối gỗ thấp hơn nhiều. Không bên nào "đúng" tuyệt đối: một bên ưu tiên gỗ, một bên ưu tiên đa dạng và hiểu biết khoa học.
Góc nhìn hôm nay: khái niệm "di sản sinh học"
Trước năm 1980, nhiều người hình dung một vụ phun lớn như cục tẩy xoá sạch cảnh quan, sự sống phải bay từ ngoài vào. St. Helens cho thấy điều ngược lại: phần lớn sự hồi sinh dựa vào những gì còn sót tại chỗ, gồm cây con, rễ, hạt trong đất, động vật dưới hang, gỗ đổ, xác cây đứng. Các nhà sinh thái như Jerry Franklin gọi chung chúng là "di sản sinh học". Khái niệm này nay được dùng rộng trong quản lý rừng sau cháy, sau bão: đừng dọn sạch mọi thứ, vì chính những thứ còn lại là hạt nhân của hồi phục.
Khu tưởng niệm có các trung tâm khách, đường mòn trên đồng đá bọt và quanh hồ Spirit. Người muốn đọc sâu có thể tìm hai tuyển tập nghiên cứu: Ecological Responses to the 1980 Eruption of Mount St. Helens (2005) và bản cập nhật sau 35 năm, xuất bản năm 2018, do Charles Crisafulli và Virginia Dale chủ biên.
Câu hỏi thường gặp
Núi St. Helens phun năm nào?
Núi St. Helens ở bang Washington, Mỹ, phun lớn ngày 18/5/1980. Vụ lở sườn bắc và luồng nổ ngang quật đổ rừng trên khoảng 600 km², làm 57 người thiệt mạng.
Sinh vật nào sống sót sau vụ phun St. Helens?
Cây con và cây bụi được tuyết che, chuột túi và côn trùng dưới đất, cá và lưỡng cư trong các hồ còn đóng băng là những kẻ sống sót nhiều nhất. Vụ phun xảy ra vào buổi sáng tháng 5, khi tuyết còn và nhiều động vật đêm đã về hang, nên số sống sót lớn hơn dự đoán.
Cây đầu tiên mọc lại trên đồng đá bọt St. Helens là gì?
Năm 1981, các nhà nghiên cứu tìm thấy một cây đậu lupin đồng cỏ đơn độc trên đồng đá bọt. Là cây cố định đạm, lupin làm giàu đất và tạo những mảng màu mỡ cho các loài khác tới sau.
Di sản sinh học là gì?
Di sản sinh học là những sinh vật và vật liệu sống còn sót lại sau một thảm hoạ: cây con, rễ, hạt trong đất, động vật dưới hang, gỗ đổ. Chúng giúp hệ sinh thái hồi phục nhanh hơn nhiều so với việc chờ sinh vật từ nơi khác tới.
Vì sao St. Helens được coi là phòng thí nghiệm tự nhiên?
Vì một vụ phun tạo ra nhiều vùng bị tác động khác nhau, từ đồng đá bọt trơ trụi tới vùng chỉ phủ tro mỏng, và một phần lớn được giữ để tự hồi phục. Các nhà khoa học theo dõi liên tục từ năm 1980 nên có dữ liệu dài hạn hiếm có.
