Sa mạc có thể hình thành cạnh đại dương?

Cả sa mạc Atacama ở Chile và sa mạc Namib ở miền nam châu Phi đều trải dài dọc theo bờ biển. Điều này đặt ra một nghịch lý: vì sao những vùng đất khô hạn bậc nhất thế giới lại hình thành ngay cạnh đại dương, nơi tưởng như dồi dào độ ẩm?

Theo Giáo sư David Kreamer, nhà thủy văn học tại Trường Đại học Nevada, Las Vegas (Mỹ), sự hình thành của các sa mạc ven biển chịu tác động đồng thời của ba yếu tố chính: chuyển động của không khí theo phương thẳng đứng, sự dịch chuyển theo phương ngang và vai trò của các dãy núi đối với độ ẩm trong khí quyển.

Quan sát bản đồ thế giới cho thấy phần lớn sa mạc nằm ở hai dải vĩ độ phía trên và phía dưới đường xích đạo. Nguyên nhân là khu vực xích đạo nhận lượng bức xạ Mặt Trời lớn nhất, khiến không khí nóng lên và bốc cao.

Khi bốc lên, không khí tạo thành vùng áp suất thấp. Hơi ẩm trong khối khí sẽ nguội đi, ngưng tụ thành mây và gây mưa. Đây là lý do các khu vực gần xích đạo thường có thảm thực vật dày đặc, điển hình như rừng Amazon.

Sau đó, các khối không khí này lan rộng và dần hạ xuống ở khoảng vĩ độ 20 đến 40 độ Bắc và Nam. Khi hạ xuống, không khí trở nên khô và ổn định, hạn chế sự hình thành mây, từ đó tạo nên các vành đai sa mạc cận nhiệt đới như Sahara hay Kalahari.

Bên cạnh chuyển động theo phương thẳng đứng, sự dịch chuyển ngang của không khí cũng đóng vai trò quan trọng. Gần xích đạo, gió mậu dịch thổi từ đông sang tây, mang theo hơi ẩm từ đại dương vào lục địa. Tuy nhiên, phần lớn lượng mưa lại rơi ở phía đông trước khi khối khí di chuyển sang phía tây, khiến các khu vực ven biển phía tây trở nên khô hạn.

Trong trường hợp sa mạc Namib, lượng mưa chủ yếu rơi ở các dãy núi phía đông, thay vì trên chính vùng sa mạc. Giáo sư Abi Stone, nhà địa lý vật lý tại Trường Đại học Manchester (Anh), cho biết đây là một trong những nguyên nhân khiến khu vực này khô hạn kéo dài.

Ngoài ra, các dòng hải lưu lạnh cũng góp phần quan trọng. Không khí đi qua vùng nước lạnh sẽ bị giảm nhiệt, trở nên ổn định và khó bốc lên. Khi thiếu đối lưu, mây khó hình thành và lượng mưa giảm đáng kể.

Ở trạng thái này, hơi ẩm không mất đi hoàn toàn mà tồn tại ở tầng thấp, thường biểu hiện dưới dạng sương mù và có thể bị gió đưa vào đất liền. Đây là đặc trưng phổ biến của các sa mạc ven biển.

Giáo sư Stone ví các khối không khí như những “quả bóng” linh hoạt: chúng không dễ trộn lẫn, có thể giãn nở hoặc co lại tùy theo nhiệt độ. Khi lạnh, khối khí ít giãn nở và bị “kẹt” ở tầng thấp, không thể bốc lên để tạo mưa.

Địa hình, đặc biệt là các dãy núi, là yếu tố quan trọng tiếp theo. Khi không khí ẩm bị đẩy lên sườn núi, nó sẽ nguội đi và gây mưa ở phía đón gió. Sau khi vượt qua đỉnh núi, khối khí hạ xuống phía khuất gió trong trạng thái đã mất phần lớn độ ẩm, tạo nên hiện tượng “bóng mưa”.

Sự khác biệt này có thể rất rõ rệt. Chẳng hạn, thành phố Seattle (Mỹ), nằm ở phía tây dãy Cascade, có lượng mưa trung bình gần 100cm mỗi năm, trong khi Yakima ở phía đông chỉ khoảng 20cm.

Đối với sa mạc Atacama, gió mang hơi ẩm từ khu vực Amazon về phía tây đã bị dãy Andes chặn lại. Dãy núi này khiến khối khí mất dần độ ẩm trước khi đến bờ biển Chile, khiến Atacama trở thành một trong những nơi khô hạn nhất thế giới.

Tổ hợp các yếu tố trên tạo nên đặc điểm riêng của sa mạc ven biển. So với sa mạc nội địa, chúng thường có khí hậu mát mẻ và ổn định hơn, đồng thời tồn tại một lượng ẩm nhất định dưới dạng sương mù.

Nhờ đó, nhiều loài sinh vật đã thích nghi theo những cách đặc biệt để khai thác nguồn nước hiếm hoi này. Tại sa mạc Namib, một số loài bọ cánh cứng có thể thu nước bằng cách hướng cơ thể về phía luồng sương mù để hứng các giọt nước ngưng tụ.

Hiện tượng này thậm chí còn được các nhà khoa học nghiên cứu nhằm phát triển công nghệ thu nước trong môi trường khô hạn.

Không chỉ các sa mạc nóng, những cơ chế tương tự cũng góp phần hình thành các sa mạc vùng cực. Tại Nam Cực và một số khu vực Bắc Cực, nhiệt độ quá thấp khiến không khí gần như không thể giữ hơi ẩm. Đồng thời, gió mạnh và các dòng hải lưu xung quanh cũng hạn chế sự xâm nhập của các hệ thống thời tiết, duy trì trạng thái khô hạn kéo dài.