Khoa học 'giải mã' suối nước nóng có 7 màu ảo diệu

Vườn quốc gia Yellowstone của Mỹ nổi tiếng với nhiều tuyệt tác thiên nhiên, đặc biệt nhất là suối nước nóng Grand Prismatic. Không chỉ là hồ nước nóng lớn nhất nước Mỹ, nó còn sở hữu sắc cầu vồng ngỡ như 'photoshop'.

Suối nước nóng Grand Prismatic ở Mỹ sở hữu màu cầu vồng “ảo diệu” - Ảnh: CHARLES O"REAR
Tên gọi Grand Prismatic có nghĩa là “lăng kính khổng lồ”. Lăng kính là một dụng cụ dùng để tách chùm ánh sáng trắng ra thành dải 7 màu cầu vồng, gọi là hiện tượng tán sắc. Suối nước nóng Grand Prismatic cũng có màu cầu vồng đầy mê hoặc, đó là lý do nó được đặt tên như thế.
Điều gì đã tạo ra hoa văn màu sắc này? Các nhà khoa học đã lý giải được bí ẩn đó, chính là những vi khuẩn “ưa nhiệt” sống trong lòng suối nước nóng, theo tạp chí Smithsonian .
Các suối nước nóng hình thành khi nước sôi trào ra từ những rãnh nứt trên bề mặt Trái đất, ngập thành một mặt hồ. Nước ở đây chịu ảnh hưởng bởi một chu trình vật lý không ngừng nghỉ: nước nóng nổi lên trên, nguội dần đi rồi chìm xuống.
Địa điểm tuyệt vời này thu hút nhiều du khách ghé thăm - Ảnh: DON JOHNSTON
Riêng ở Grand Prismatic, chu trình này tạo ra những vành đai nhiệt tách biệt xung quanh tâm hồ theo các cấp độ: nước sủi bọt vô cùng nóng ở giữa và nguội dần khi tiến ra xa.
Nước ở tâm hồ rất nóng nên hầu như không thể có sự sống ở vị trí này, do đó nước rất trong và có màu xanh đậm giống như màu các đại dương. Nhưng càng ra xa, mỗi vành đai nhiệt độ sẽ là một môi trường sống khác nhau cho các loài vi khuẩn khác nhau. Chính những loài vi khuẩn này đã tạo nên dải màu ngoạn mục.
Khu vực xung quanh hồ Grand Prismatic thiếu bóng râm và địa hình được nâng cao khiến nơi này phơi nhiễm tia cực tím từ ánh sáng mặt trời rất gay gắt, gây hại cho nhiều sinh vật. Tuy vậy, loài vi khuẩn Synechococcus đã sinh tồn nhờ vào các sắc tố quang hợp - những hợp chất chỉ phản xạ các bước sóng ánh sáng nhất định, tạo ra các màu đặc trưng.
Sắc tố quang hợp phổ biến nhất là diệp lục, thường tồn tại trong lá cây khiến chúng ta thấy màu xanh lá. Đôi khi diệp lục có thể bị lấn át bởi những loại sắc tố gọi là carotenoid tạo nên màu đỏ, cam, vàng.
Phần màu vàng trong hồ được tạo bởi sắc tố vàng beta-Carotene của loài vi khuẩn Synechococcus . Vành đai màu xanh lá là nơi ánh nắng bớt khắc nghiệt hơn, do đó vi khuẩn này giảm sản sinh sắc tố vàng, bớt lấn át diệp lục.
Phần màu cam là nơi nước nguội dần, nhiều loài vi khuẩn phát triển hơn. Những loài vi khuẩn này dùng các loại diệp lục và carotenoid khác nhau, kết hợp với nhau thành màu cam. Vành đai ngoài cùng là nơi nguội nhất và đa dạng vi khuẩn nhất, tạo nên màu nâu đỏ.
Suối nước nóng Grand Prismatic nằm trong khu Midway Geyser Basin thuộc Vườn quốc gia Yellowstone, bang Wyoming, Mỹ. Ở độ cao hơn 2.000 mét so với mực nước biển, đây là hồ nước nóng lớn thứ 3 trên thế giới, xếp sau Frying Pan Lake ở New Zealand và Boiling Lake ở Dominica.