Sa mạc hình thành ở nơi lượng nước bốc hơi tiềm năng lớn hơn hẳn lượng mưa, và có bốn nguyên nhân chính khiến một vùng ít mưa: nằm ở vành đai áp cao cận nhiệt quanh vĩ độ 20–30°, nơi không khí khô từ trên cao giáng xuống; nằm sau một dãy núi lớn chắn gió ẩm; nằm quá sâu trong lục địa, xa mọi nguồn hơi nước; hoặc nằm cạnh một dòng biển lạnh làm không khí ven bờ ổn định, chỉ có sương mà không có mưa. Nhiều sa mạc lớn là kết quả của hai, ba nguyên nhân cùng lúc.
Sa mạc là gì, không chỉ là cát
Hình ảnh quen thuộc về sa mạc là những đồi cát vàng nối nhau tới chân trời. Thực ra phần lớn diện tích sa mạc trên thế giới là đồng sỏi, đồng đá, núi trọc, lòng chảo muối; đồi cát chỉ chiếm một phần. Thứ định nghĩa sa mạc là sự khô hạn. Một ngưỡng hay được dùng là lượng mưa trung bình dưới khoảng 250 mm mỗi năm. Cách chính xác hơn là so lượng mưa với lượng nước mà nắng và gió có thể làm bốc hơi: khi lượng bốc hơi tiềm năng lớn gấp nhiều lần lượng mưa, vùng đó khô hạn.
Theo cách định nghĩa này, châu Nam Cực, nơi gần như mọi hơi nước đều đóng băng và lượng tuyết rơi rất ít ở phần lớn nội địa, là sa mạc lớn nhất Trái Đất. Sa mạc không nhất thiết phải nóng.
Bốn nguyên nhân khiến một vùng khô hạn
Nguyên nhân thứ nhất: vành đai không khí giáng xuống
Ở vùng xích đạo, mặt trời chiếu gần như thẳng đứng quanh năm. Không khí nóng ẩm bốc lên cao, lạnh đi, đổ mưa thành những trận mưa rào buổi chiều nuôi các khu rừng mưa. Khối không khí đã mất nước ấy toả về hai phía bắc và nam ở trên cao, rồi giáng xuống ở khoảng vĩ độ 20–30°. Khi giáng xuống, nó bị nén lại, nóng lên và càng khô hơn, mây không hình thành được. Vòng tuần hoàn khí quyển này được nhà khí tượng nghiệp dư người Anh George Hadley mô tả từ năm 1735 và nay mang tên ông.
Đây là lý do các sa mạc lớn nhất thế giới nằm thành hai vành đai quanh hai chí tuyến: Sahara, Ả Rập, sa mạc Thar ở Ấn Độ – Pakistan phía bắc; Kalahari, các sa mạc nội địa Australia phía nam. Riêng Sahara rộng khoảng 9 triệu km², xấp xỉ diện tích nước Mỹ.
Nguyên nhân thứ hai: sau lưng dãy núi
Gió ẩm gặp dãy núi phải leo lên, đổ mưa ở sườn đón gió, sang tới sườn kia thì khô. Hiện tượng bóng mưa này đã được kể trong bài riêng của danh mục. Khi dãy núi đủ cao và dài, bóng mưa của nó có thể rộng cả nghìn cây số.
Lòng chảo Great Basin ở miền tây nước Mỹ nằm sau dãy Sierra Nevada và Cascade. Thảo nguyên khô Patagonia nằm sau dãy Andes. Cao nguyên Tây Tạng cùng dãy Himalaya chắn gió mùa từ Ấn Độ Dương, góp phần làm khô các vùng nội Á phía bắc.
Nguyên nhân thứ ba: quá xa biển
Hơi nước đến từ biển. Một khối khí đi qua lục địa càng xa, mưa rơi dọc đường càng nhiều, hơi nước còn lại càng ít. Sâu giữa lục địa Á – Âu, các sa mạc Gobi và Taklamakan cách biển hàng nghìn cây số. Taklamakan lại nằm trong lòng chảo Tarim, bị núi cao bao quanh ba phía, nên khô hạn bậc nhất châu Á. Ở những nơi này, mùa đông lạnh dưới không độ, mùa hè nóng gay gắt, chênh lệch rất lớn vì không có biển điều hoà.
Nguyên nhân thứ tư: dòng biển lạnh ven bờ
Đây là nguyên nhân bất ngờ nhất, vì nó tạo ra sa mạc ngay sát bờ biển. Dọc bờ tây nam châu Phi có dòng biển lạnh Benguela chảy từ phía nam lên; dọc bờ tây Nam Mỹ có dòng biển lạnh Humboldt. Nước biển lạnh làm lạnh lớp không khí sát mặt, trong khi lớp không khí bên trên vẫn ấm. Không khí lạnh nặng nằm dưới, không khí ấm nhẹ nằm trên, một trạng thái rất ổn định: không có luồng khí bốc lên, nên không có mây mưa dày. Hơi nước chỉ ngưng thành sương mù trôi vào bờ.
Kết quả là sa mạc Namib ở Namibia, các sa mạc ven biển Peru và Atacama ở Chile. Chúng thuộc loại khô nhất thế giới, có nơi nhiều năm liền không có trận mưa đáng kể, trong khi sương mù buổi sáng lại xuất hiện thường xuyên. Sa mạc Namib được cho là đã khô hạn từ hàng chục triệu năm, thuộc loại sa mạc cổ nhất Trái Đất.
Bảng tổng hợp các kiểu sa mạc
| Nguyên nhân | Ví dụ | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Vành đai áp cao cận nhiệt | Sahara, Ả Rập, Kalahari, sa mạc Australia | Nắng gắt, nóng, rộng lớn, nằm quanh vĩ độ 20–30° |
| Bóng mưa | Great Basin, Patagonia | Nằm sau dãy núi chắn gió ẩm |
| Xa biển | Gobi, Taklamakan | Mùa đông lạnh, mùa hè nóng, chênh lệch nhiệt lớn |
| Dòng biển lạnh | Namib, Atacama, ven biển Peru | Sát biển, nhiều sương mù, rất ít mưa |
| Vùng cực | Châu Nam Cực, các thung lũng khô | Lạnh, hơi nước gần như đóng băng hết |
Sa mạc cũng đổi màu: Sahara xanh
Sa mạc không phải lúc nào cũng là sa mạc. Trên các vách đá ở dãy Tassili n'Ajjer, giữa lòng Sahara thuộc Algeria, có hàng nghìn bức vẽ và khắc trên đá thời tiền sử với hình bò, hươu cao cổ, hà mã, người bơi lội. Các lõi trầm tích hồ và biển cho thấy từ khoảng 11.000 tới 5.000 năm trước, phần lớn Sahara là đồng cỏ, cây bụi, có hồ lớn và sông. Các nhà khoa học gọi giai đoạn này là thời kỳ ẩm châu Phi.
Nguyên nhân chính được cho là sự thay đổi chậm của quỹ đạo Trái Đất: trục quay lắc nhẹ theo chu kỳ khoảng hai vạn năm, làm mùa hè ở Bắc bán cầu khi ấy nhận nhiều nắng hơn, đẩy gió mùa châu Phi lên phía bắc mang mưa vào Sahara. Khi quỹ đạo thay đổi, gió mùa rút đi, Sahara khô lại, có lẽ nhanh hơn dự đoán nhờ các vòng phản hồi giữa thảm thực vật và mưa. Thời điểm và tốc độ khô hạn đến nay vẫn còn được tranh luận.
Sự sống thích nghi với khô hạn
Ở Namib, sự sống tận dụng sương mù. Một loài bọ cánh cứng đứng chổng mông lên đỉnh cồn cát vào sáng sớm, quay lưng về phía gió biển mang sương; hơi nước đọng thành giọt trên lưng và lăn xuống miệng nó. Cây Welwitschia, chỉ có ở Namib và vùng lân cận, cả đời chỉ có hai chiếc lá dài mọc mãi từ gốc, xơ tước thành dải; nhiều cây được ước tính sống trên một nghìn năm.
Ở các sa mạc khác, cây trữ nước trong thân như xương rồng châu Mỹ, hay sống như hạt giống nằm ngủ nhiều năm chờ một trận mưa để nảy mầm, ra hoa, kết hạt trong vài tuần. Những chuyện về sinh vật sống nơi khắc nghiệt nhất được kể ở các trang chuyên về chủ đề đó; điều cần nhớ ở đây là mỗi kiểu sa mạc với nguồn nước riêng của nó, mưa hiếm hay sương mù, chọn ra những cách thích nghi khác nhau.
Góc nhìn hôm nay: Việt Nam có sa mạc không
Việt Nam không có sa mạc theo nghĩa khí hậu. Vùng khô nhất là dải ven biển Nam Trung Bộ quanh Phan Rang, nay thuộc tỉnh Khánh Hòa, với lượng mưa khoảng 700–800 mm mỗi năm, khô hạn nhưng vẫn nhiều mưa hơn ngưỡng sa mạc gấp ba lần. Những đồi cát ven biển như ở Mũi Né là cồn cát do gió biển thổi cát lên, không phải sa mạc; sự sống trên đó thuộc chủ đề cồn cát ven biển miền Trung.
Khái niệm "sa mạc hoá" mà báo chí hay nhắc cũng không có nghĩa là sa mạc lan ra. Theo Công ước Liên hợp quốc về chống sa mạc hoá, đó là sự suy thoái đất ở vùng khô hạn và bán khô hạn: mất lớp đất mặt, mất thảm thực vật, đất bạc màu, do cả khí hậu và cách con người dùng đất. Hiểu đúng khái niệm giúp đọc tin tức không bị nhầm.
Câu hỏi thường gặp
Sa mạc hình thành do đâu?
Sa mạc hình thành ở nơi lượng bốc hơi lớn hơn nhiều lượng mưa. Bốn nguyên nhân chính là vành đai áp cao cận nhiệt quanh vĩ độ 20–30°, bóng mưa sau dãy núi, vị trí quá xa biển và dòng biển lạnh ven bờ.
Vì sao sa mạc Sahara khô hạn?
Sahara nằm trong vành đai áp cao cận nhiệt, nơi không khí khô từ trên cao giáng xuống, bị nén nóng lên và không tạo mây mưa. Tuy vậy, khoảng 11.000 tới 5.000 năm trước, Sahara từng xanh tươi nhờ gió mùa mạnh hơn.
Dòng biển lạnh tạo ra sa mạc như thế nào?
Nước biển lạnh làm lạnh lớp không khí sát mặt, trong khi không khí phía trên vẫn ấm, tạo trạng thái ổn định không có luồng khí bốc lên. Vì vậy chỉ có sương mù mà rất hiếm mưa, như ở sa mạc Namib và Atacama.
Sa mạc lớn nhất thế giới là sa mạc nào?
Nếu tính cả sa mạc lạnh, châu Nam Cực là sa mạc lớn nhất vì lượng giáng thủy rất thấp. Trong các sa mạc nóng, Sahara lớn nhất, rộng khoảng 9 triệu km².
Việt Nam có sa mạc không?
Không. Vùng khô nhất là ven biển quanh Phan Rang với lượng mưa khoảng 700–800 mm mỗi năm, cao hơn nhiều ngưỡng sa mạc. Các đồi cát ven biển như Mũi Né là cồn cát do gió, không phải sa mạc.
