Vào ngày 1/8/2013, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia MỹNASA đã công bố những hình ảnh được gửi về từ rôbốt thăm dò sao Hỏa Curiosity. Sao Hỏa có môi trường giống trái đất hơn bất cứ hành tinh nào khác trong hệ mặt trời nên được coi là “trái đất thứ hai” và nơi thích hợp nhất để con người đến định cư và sinh sống. Tuy nhiên, không giống như trái đất xanh mà chúng ta đang sống, khung cảnh sao Hỏa trong các bức ảnh không gì khác hơn là một vùng đất hoang vu cằn cỗi với những đụn cát rộng lớn, bụi và đá.
Sự ra đời của đất sống
Một trong những lý do khiến trái đất có thể trở thành hành tinh đẹp đẽ ôm ấp sự sống chính là vì có đất bao quanh trái đất. “Đất mặt” là loại đất ở phía trên, ở lớp ngoài cùng của trái đất và thường dày khoảng 30cm. Tuy nhiên, không có lớp đất mặt bao phủ bề mặt của sao Hỏa. Sao Hỏa không có đất mà được phủ bởi lớp bụi dày.
Khi nói đến “đất” thì hầu hết mọi người đều nghĩ đến những “mảnh vụn đá”, chẳng hạn như cát và sỏi trước tiên. Tuy nhiên, trên thực tế, chất rắn như cát và sỏi chỉ chiếm 45% thành phần của đất – chưa đến một nửa. Không khí và nước, mỗi loại chiếm 25%, chất hữu cơ cung cấp chất dinh dưỡng cho cây cối chiếm 5% và không gian trống còn lại là nơi sinh sống của các vi sinh vật. Đất của trái đất – có chứa các mảnh đá bị phong hóa, chất hữu cơ, nước và không khí – là đất sống vì có vô số sinh vật sống trong đó.
Đất được hình thành khi những tảng đá lớn hơn bị tách ra và vỡ thành những mảnh nhỏ dưới tác động của mưa, gió, nhiệt độ và sinh vật trong thời gian dài. Khi nước chảy vào các vết nứt trên đá và đóng băng sẽ khiến đá bị nở và tách ra; rễ cây len qua các vết nứt trên đá cũng có thể khiến đá bị vỡ ra khi rễ lớn lên. Ngoài ra, đá cũng có thể dần trở nên nhỏ hơn do bị gió bào mòn trong thời gian dài. Quá trình biến đá cứng thành đất này được gọi là “phong hóa”. Khi các chất hữu cơ được tạo thành từ lá rụng, cành cây và xác chết của nhiều sinh vật khác nhau hòa vào nước và không khí, loại đất đặc biệt của trái đất cuối cùng cũng được ra đời.
Trung bình phải mất 200 năm để tạo ra 1cm đất màu mỡ và phải mất 1000 đến 10.000 năm để tích tụ được 30cm đất. Vì đất được tạo ra thông qua sự tương tác giữa các yếu tố vật lý, hóa học làm đá vỡ ra và các yếu tố sinh học phân hủy lá rụng và xác động vật tích tụ lại, nên phải mất một thời gian dài mới tạo ra được lớp đất “khỏe mạnh”.
Đất – Nền tảng của sự sống
Đất sống cung cấp môi trường sống và tạo ra nguồn thức ăn cho nhiều loài sinh vật. Ngoài ra, nó cũng đóng vai trò duy trì hệ sinh thái bằng cách phát huy chức năng thanh lọc. Không chỉ thực vật bám rễ trong lòng đất, mà cả những động vật chúng ta có thể nhìn thấy như chuột chũi, giun đất, kiến và các sinh vật lớn nhỏ, kể cả các vi sinh vật vô hình, đều tương tác với đất và cùng chung sống.
Thật ngạc nhiên khi hạt giống nhỏ bé được gieo vào đất lại đâm chồi, nảy lộc, ra lá và hoa, mọc thành cây cao và kết trái. Đất ẩm và thoáng khí không chỉ chứa nước và chất dinh dưỡng cần thiết cho cây mà còn có chức năng duy trì nhiệt độ để hạt được trồng xuống đất có thể nảy mầm.
Để cây phát triển tốt thì phải cần đến mười sáu nguyên tố, trong đó có: nitơ, axít photphoric, kali, canxi và magiê, bên cạnh nước, cácbon điôxít và ôxy. Ngoại trừ cácbon điôxít và ôxy được lấy trực tiếp từ không khí, cây hấp thụ tất cả các chất dinh dưỡng khác từ đất thông qua rễ của chúng. Đất còn nâng đỡ và bảo vệ rễ cây để cây có thể đứng vững.
Nitơ là một trong những nguyên tố quan trọng giúp cây phát triển. Tuy nhiên, thực vật không thể trực tiếp hấp thụ nitơ vốn có trong không khí. Cây chỉ có thể hấp thụ nitơ dưới dạng amoniac, nitrat, nitrit, v.v… Vi khuẩn sống trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa nitơ thành dạng mà cây có thể hấp thụ được. Vi khuẩn chuyển hóa nitơ nổi tiếng nhất là “vi khuẩn nốt rễ” sống trong rễ cây họ đậu. Ngoài ra, nấm rễ cộng sinh1 sống cộng sinh với thực vật và giúp cây hấp thụ chất dinh dưỡng.
1. Nấm rễ cộng sinh: Loại nấm sống trong rễ cây và cung cấp phốtpho, nitơ cho cây, đồng thời thu được chất hữu cơ.
Ngoài ra, còn có nhiều loại vi sinh vật khác đóng vai trò như bác lao công, làm sạch và bón phân cho đất bằng cách phân hủy xác chết của động vật và thực vật, phân và các chất trôi nổi, v.v… khiến đất chở nên tốt và sạch hơn. Dù chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng có hàng chục đến hàng trăm triệu vi sinh vật sống trong mỗi gam đất, giúp đất khỏe mạnh.
Giun đất mà chúng ta dễ dàng nhìn thấy sau khi trời mưa, rất nhiều và chiếm tới 80% trọng lượng sinh vật sống trong lòng đất. Khi giun đất di chuyển trong lòng đất, đất được trộn đều từ trên xuống dưới, giúp không khí lưu thông; nguyên lý này cũng tương tự như việc dùng cày khi làm ruộng. Giun đất ăn và phân hủy các chất hữu cơ như lá rụng và phân, đồng thời phân chúng thải ra làm đất màu mỡ và cung cấp môi trường tối ưu cho vi sinh vật sinh sống.
Khoảng 95% côn trùng sống một phần đời trong đất để lẩn tránh kẻ thù tự nhiên và phát triển an toàn thành con trưởng thành. Ve sầu sống khoảng 4 đến 5 năm và thậm chí đến 17 năm trong đất ẩm dưới rễ cây, và chết sau khi sống trên mặt đất khoảng 10 ngày. Có gần 500 triệu côn trùng, bao gồm trứng, ấu trùng và con trưởng thành, sống trong khoảng 3300 mét vuông đất.2
2. Tham khảo: Hỷ nộ ai lạc của những sinh mệnh cùng hít thở với đất (tiếng Hàn: 흙 함께 숨쉬는 생명들의 희로애락), Tác giả: Nhóm chế tác EBS Soil)
Các sinh vật bay trên trời cũng sử dụng đất để xây tổ hoặc sống trong đất. Những con ong bắp cày(Orancistrocerus drewseni) cái xây tường đất hình tròn để làm nơi đẻ trứng bằng cách dùng cằm và chân để nén chặt đất lại. Chim sả đầu đen(Halcyon pileata) giấu trứng trong đất ở vách đá, nơi an toàn nhất cho chúng. Chim én đến vào mùa xuân cũng làm tổ dưới mái hiên bằng đất, rơm và rễ cỏ để nuôi con non. Con người cũng sống dựa vào đất. Nông nghiệp, nền tảng của nền văn minh nhân loại, được bắt đầu từ đất, và thậm chí hiện nay, vẫn có khoảng 1,5 tỷ người – tương đương với 22% dân số thế giới – đang sống trong những ngôi nhà xây bằng đất. Về cơ bản, đất là nền tảng của sự sống đối với con người.
Đất bảo tồn hệ sinh thái
Các sinh vật thải ra chất ô nhiễm và bỏ lại xác khi chết. Những vi sinh vật trong đất âm thầm phân hủy các chất này, giúp dọn sạch các chất ô nhiễm và tạo ra môi trường thích hợp cho các sinh vật khác sinh sống. Đất của trái đất được liên kết hữu cơ với khí quyển, thủy quyển và sinh quyển, phát huy các chức năng thanh lọc độc đáo và đa dạng, đồng thời đóng vai trò duy trì và bảo tồn hệ sinh thái khỏe mạnh.
Nước ngầm và độ ẩm của đất, chiếm khoảng 30% lượng nước ngọt trên thế giới, chủ yếu được hình thành khi mưa, tuyết và mưa đá thấm vào lòng đất. Nước ngầm cũng được sử dụng làm nước uống vì các chất lạ được lọc sạch khi nước đi qua các lớp đất khác nhau. Đất chứa nước nên giúp bảo tồn nguồn nước cần thiết cho hệ sinh thái và nhờ đó, ngăn ngừa lũ lụt. Nước bốc hơi từ đất cũng giúp điều tiết nhiệt độ của khí quyển.
Cácbon là nguyên tố tạo nên nền tảng của sự sống. Thực vật chuyển đổi cácbon điôxít trong khí quyển thành chất hữu cơ thông qua quá trình quang hợp và động vật thu được cácbon bằng cách hấp thu chất hữu cơ do thực vật tạo ra. Khi cácbon động thực vật hấp thu được sử dụng làm nguồn năng lượng, nó sẽ quay trở lại khí quyển thông qua quá trình hô hấp; và khi cấu thành nên cơ thể, nó trở thành chất hữu cơ của đất sau khi sinh vật chết đi và được các sinh vật trong đất phân hủy. Những sinh vật sinh ra từ đất sẽ trở về với đất. Lượng cácbon được lưu trữ trong đất dưới dạng chất hữu cơ nhiều gấp đôi lượng cácbon tồn tại trong khí quyển, khiến đất trở thành nơi trú ẩn an toàn cho sự sống. Gần đây, người ta đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu về phương pháp tăng lượng lưu trữ cácbon thông qua phục hồi đất nhằm ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu.
Đất là cơ sở của sự lưu thông vật chất và đóng vai trò ngăn sự nóng lên toàn cầu thông qua việc thanh lọc tự nhiên, lưu trữ tài nguyên nước nước và lưu trữ cácbon. Đất và nước ngầm của Hàn Quốc được ước tính có giá trị môi trường lần lượt là khoảng 26,4 nghìn tỷ won (tương đương khoảng 23 tỷ đôla) và 40,8 nghìn tỷ won (tương đương khoảng 35 tỷ đôla). Tuy nhiên, đất của trái đất còn có một ý nghĩa lớn lao hơn mà không thể quy đổi thành tiền được.
Đất sống, lớp đất mặt rất mỏng bao phủ trái đất và được ví như lớp da của trái đất. Độ dày của đất mỏng đến mức chỉ dày hơn 1/20 triệu bán kính trái đất (khoảng 6380km) một chút. Chúng ta có thể hiểu đất mỏng như thế nào khi nghĩ về làn da của con người, dày chưa đến 2mm và chỉ mỏng hơn 1/1000 chiều cao của con người một chút. Tuy nhiên, lớp đất mỏng như lớp da của trái đất lại đóng vai trò là ngôi nhà cho các sinh vật sống và giúp duy trì sự sống.
Điều kiện đầu tiên và quan trọng nhất để sinh vật sống được trên hành tinh ngoài hệ mặt trời là nước ở dạng lỏng phải tồn tại trên bề mặt được tạo thành từ đất và đá, giống như trái đất. Tuy nhiên, trái đất là nơi duy nhất trong hệ mặt trời được phát hiện có nước và có tồn tại đất sống. Nghĩa là chỉ trên trái đất mới có môi trường có khả năng duy trì sự sống.
“Vì Đức Giêhôva, là Đấng đã dựng nên các từng trời, tức là Đức Chúa Trời đã tạo thành đất và làm ra nó, đã lập nó cho bền vững, chẳng phải dựng nên là trống không, bèn đã làm nên để dân ở, phán như vầy: Ta là Đức Giêhôva, không có Đấng nào khác!” Êsai 45:18