Surtsey: hòn đảo sinh ra năm 1963 và những sinh vật đầu tiên đặt chân tới

Surtsey là hòn đảo núi lửa trồi lên từ biển phía nam Iceland tháng 11/1963 và phun tới tháng 6/1967. Từ ngày đầu, đảo được bảo vệ nghiêm ngặt, chỉ nhà khoa học được lên, nên đây là nơi hiếm hoi trên Trái Đất mà con người ghi lại được từng sinh vật đặt chân tới một mảnh đất hoàn toàn mới. Những kẻ đến đầu tiên là vi khuẩn, nấm, côn trùng theo gió và hạt cây trôi theo sóng; bước ngoặt lớn nhất lại do một đàn chim mòng biển mang tới.

Hòn đảo sinh ra trước mắt một thuyền đánh cá

Sáng 14/11/1963, thuỷ thủ trên một tàu đánh cá ngoài khơi quần đảo Vestmannaeyjar thấy cột khói đen bốc lên từ mặt biển. Họ tưởng có tàu cháy. Thực ra đó là một ngọn núi lửa ngầm, đã phun dưới đáy biển sâu khoảng 130 m từ vài ngày trước, nay vừa vươn tới mặt nước. Chỉ trong vài ngày, một hòn đảo đá xỉ đen đã nhô lên.

Người Iceland đặt tên đảo theo Surtr, khổng lồ lửa trong thần thoại Bắc Âu. Đợt phun kéo dài tới ngày 5/6/1967. Lúc đầu là kiểu phun nổ, khi nước biển gặp magma nóng và vỡ tung thành tro. Về sau, khi miệng núi đã được tường tro bao quanh, dung nham chảy tràn và phủ lên lớp tro, tạo một "vỏ cứng" giúp đảo không bị sóng gặm hết. Lúc lớn nhất đảo rộng khoảng 2,7 km². Từ đó tới nay sóng Bắc Đại Tây Dương đã ăn mất khoảng một nửa.

Một phòng thí nghiệm bị khoá cửa

Các nhà khoa học Iceland nhận ra ngay đây là cơ hội có một không hai. Năm 1965, khi núi còn đang phun, đảo được đặt dưới chế độ bảo vệ. Ai lên đảo phải có phép, phải kiểm tra quần áo, giày dép để khỏi mang hạt giống theo, không được để lại thứ gì. Năm 2008, UNESCO công nhận Surtsey là Di sản thế giới, chính vì giá trị của một vùng đất được để yên cho tự nhiên tự quyết định.

Chuyện hay được kể lại là có lần người ta phát hiện một cây cà chua mọc trên đảo. Cây đó không đến bằng gió hay sóng mà nhiều khả năng từ chất thải của chính một người lên làm việc. Nó bị nhổ bỏ ngay. Câu chuyện nhỏ nói lên một điều lớn: trên Surtsey, kẻ ngoại lai đáng ngại nhất lại là con người.

Ba con đường để sự sống vượt biển

Surtsey nằm cách bờ Iceland khoảng ba chục cây số. Mọi sinh vật muốn tới đều phải vượt quãng biển đó. Các nhà nghiên cứu xác định ba "phương tiện":

• Gió: mang bào tử vi khuẩn, nấm, rêu, địa y; hạt có lông hay cánh; côn trùng nhỏ và nhện con thả tơ bay. Ngay từ những năm đầu, người ta đã bắt được ruồi, muỗi nhỏ và các loài côn trùng khác trên đảo, phần nhiều không sống nổi vì chưa có gì để ăn.
• Sóng biển: mang hạt của các loài cây sống ở bờ biển, những loài có hạt chịu được nước mặn nhiều tuần. Mấy loài thực vật có mạch đầu tiên đều đến theo đường này.
• Chim: mang hạt trong ruột, dính ở chân và lông. Đây là con đường chậm khởi động nhất nhưng về sau quan trọng nhất.

Những kẻ đến đầu tiên

Năm 1965, khi đảo còn chưa ngừng phun, các nhà thực vật tìm thấy cây có mạch đầu tiên: cải biển, một loài cây thấp lá dày mọc ở bãi cát ven biển Bắc Âu. Hạt của nó trôi vào bờ, nảy mầm trên cát lẫn tro. Mấy năm sau là cỏ lúa mạch biển, cẩm chướng cát biển và một số loài bờ biển khác. Đó đều là những loài chịu được muối, gió mạnh, đất nghèo, bộ rễ khoẻ để bám vào cát trôi.

Rêu xuất hiện năm 1967, chủ yếu ở những chỗ hơi nước nóng còn bốc lên từ khe nứt dung nham, giữ ẩm cho bào tử. Địa y đến chậm hơn nhiều, vì đá dung nham mới còn quá trẻ và khô. Phần lớn đảo trong thập niên đầu vẫn trơ trọi: có cây con mọc lên, nhưng không có đất, không có đạm, nhiều cây chết sau một mùa.

Thiếu đạm là nút thắt lớn nhất. Đá núi lửa có đủ khoáng như sắt, magie, canxi, nhưng gần như không có nitơ, thứ mà cây cần để làm protein. Không có sinh vật cố định đạm hay nguồn phân bón nào, đảo chỉ nuôi nổi vài cây rải rác.

Bước ngoặt: đàn mòng biển làm tổ năm 1986

Chim biển như hải âu fulmar và chim guillemot đen đã làm tổ trên vách đá Surtsey từ năm 1970, nhưng số lượng ít, tổ nằm ở mép đảo. Thay đổi thật sự bắt đầu năm 1986, khi một đàn mòng biển lưng đen nhỏ chọn phần phía nam đảo làm bãi đẻ. Mòng biển kiếm ăn ngoài biển, mang cá về nuôi con, thải phân, rơi vãi thức ăn, xác chim non chết. Tất cả là phân bón giàu đạm và lân lấy từ biển.

Chỉ sau vài năm, khu làm tổ biến thành một đám cỏ xanh dày giữa đảo đá đen. Số loài thực vật tăng vọt. Chim còn mang theo hạt của các loài cây trên đất liền, như cỏ đồng và cây bụi thấp. Theo các đợt khảo sát tổng kết đến khoảng năm 2008, tổng cộng đã có khoảng 60–70 loài thực vật có mạch từng được ghi nhận trên đảo, khoảng một nửa trụ lại lâu dài. Phần lớn chúng tập trung ở vùng chim làm tổ.

Đi cùng cây cỏ là giun đất, ốc sên, nhện, bọ cánh cứng, ruồi, những con vật bám theo chim, theo cỏ biển dạt vào bờ hay theo gió. Một mạng lưới thức ăn nhỏ đã hình thành: cỏ, côn trùng ăn cỏ, nhện ăn côn trùng, chim sẻ biển ăn hạt và côn trùng.

Dòng thời gian trên Surtsey

Surtsey dạy gì về diễn thế nguyên sinh

Bài học đầu tiên là thứ tự đến không giống sách vở. Mô hình kinh điển nói địa y và rêu tiên phong, rồi mới tới cỏ. Trên Surtsey, cây có hoa ven biển đến trước rêu và trước địa y nhiều năm, vì ở rìa biển, hạt trôi theo sóng có lợi thế. Thứ tự tuỳ vào ai tới được, chứ không chỉ ai "phù hợp" hơn.

Bài học thứ hai là nút thắt dinh dưỡng. Có thể có hạt giống, có nước mưa, có nắng, nhưng thiếu đạm thì sự sống chỉ lay lắt. Ở Surtsey, nguồn đạm đến từ biển qua thân thể chim. Trên những dòng dung nham ở Hawaii, vai trò này thuộc về vi khuẩn lam cố định đạm và cây cố định đạm. Ở vịnh Glacier, Alaska, là cây có nốt rễ.

Bài học thứ ba là đảo vừa sinh ra vừa chết đi. Sóng gặm mép đảo mỗi năm. Các nhà địa chất ước tính phần lõi đá tro cứng sẽ còn trụ lại được nhiều thế kỷ, nhưng đảo sẽ nhỏ dần. Diễn thế trên Surtsey vì vậy chạy song song với sự xói mòn: sự sống tiến vào trong khi mặt đất co lại.

Góc nhìn hôm nay

Surtsey không mở cửa cho khách. Người muốn thấy tận mắt có thể ngắm đảo từ thuyền hay máy bay ở quần đảo Vestmannaeyjar, nơi có bảo tàng giới thiệu về núi lửa và đảo. Viện Lịch sử Tự nhiên Iceland công bố định kỳ kết quả khảo sát, có nhiều báo cáo bằng tiếng Anh. Sách Surtsey: Ecosystems Formed của Sturla Fridriksson, người theo dõi đảo từ những năm đầu, là cuốn tổng kết dễ đọc.

Với học sinh, Surtsey là ví dụ tốt nhất cho câu hỏi "diễn thế nguyên sinh là gì" vì nó có mốc năm rõ ràng, có thứ tự loài ghi lại từng năm, và có một nhân vật bất ngờ là đàn mòng biển. So nó với Krakatau năm 1883 sẽ thấy hai đảo có điểm chung và khác biệt thú vị: một nơi khởi đầu từ số không thật sự, một nơi còn tranh luận có thật sự sạch sự sống hay không.