Bí ẩn trong hang động Phong Nha – Kẻ Bàng: Ánh sáng và không khí

Võ Văn Trí

Hãy tưởng tượng bạn đang đứng trên thuyền, trôi dần vào cửa một hang ở Phong Nha. Bỏ lại phía sau là nắng nong, sự ồn ào của sinh giới, luồng gió rát mùa hạ tiếng ve,; phía trước là vòm đá mát lạnh, một vệt nước xanh sậm dẫn bạn vào bóng tối. Chỉ vài chục mét nữa thôi, bạn sẽ đặt chân vào một “thế giới song song” – nơi ánh sáng, không khí và cả thời gian dường như vận hành theo những quy luật riêng của chúng.

Cánh cửa đá và ba vùng ánh sáng

Cửa hang, nếu nhìn bằng con mắt của nhà vật lý, là một cái “cửa van ánh sáng”. Bên ngoài, ánh sáng tràn lan, mọi thứ rõ ràng. Bên trong, ánh sáng bị lọc, bẻ cong, nuốt dần bởi đá, bởi những khúc cua, bởi mái vòm khổng lồ.

Người ta thường chia không gian trong hang thành ba vùng theo ánh sáng.

Vùng thứ nhất, ngay gần cửa, là vùng sáng. Ở đây bạn vẫn còn nhìn rõ màu xanh của lá, rêu bám đá, đôi khi cả những bụi cây nhỏ tận dụng chút nắng lọt vào. Ở những cửa hang rộng như một số cửa của Hang Én, vùng sáng và “vùng nửa sáng nửa tối” phía sau nó có thể kéo dài tới cả trăm mét. Ngược lại, ở những cửa hang hẹp như Hang Nước Nứt, “buổi chiều tà” của ánh sáng chỉ kéo dài vài chục mét, rồi tắt hẳn.

Vùng thứ hai là vùng chạng vạng – nơi mắt bắt đầu phải làm việc vất vả. Màu sắc mờ đi, mọi thứ chuyển sang gam xám. Bạn vẫn thấy được đường đi, nhưng đã bắt đầu cần đến đèn đội đầu.

Ba vùng ánh sáng. Võ Văn Trí

Vượt qua một ranh giới vô hình nào đó, bạn bước vào vùng thứ ba: vùng tối vĩnh viễn. Ở đây, dù có đứng thật lâu cho mắt quen, nếu tắt hết đèn, bàn tay trước mặt cũng biến mất. Không hề có một tia sáng nào đủ cho cây xanh quang hợp. Cả thế giới này vận hành mà không cần mặt trời.

Chính vùng tối này đã ép sinh vật trong hang phải “tái thiết kế” cơ thể mình. Nhiều loài cá trong các hang vùng PNKB mất luôn đôi mắt; một số loài côn trùng và chân khớp sống sâu trong hang trắng bệch, không còn sắc tố, bù lại râu và cơ quan cảm giác phát triển, như thể thiên nhiên đã quyết định: “Ở đây không cần mắt, cần ăng-ten.”

Trong những hang du lịch, con người mang ánh sáng trở lại bằng hệ thống đèn. Điều này rất tiện cho mắt chúng ta, nhưng lại là một cú sốc với hệ sinh thái vốn quen với bóng tối. Quanh các đèn, thường xuất hiện những mảng rêu, tảo màu xanh – thứ mà các nhà nghiên cứu gọi là "thực vật đèn - lampenflora”. Trông thì hiền lành, nhưng thực ra là những kẻ xâm lấn. Chúng cần ánh sáng do đèn đem lại, và đổi lại, chúng phủ một lớp mới lên đá và thạch nhũ, làm cảnh quan hang động thay đổi theo cách không còn “nguyên bản” như trước.

Chiếc máy điều hòa khổng lồ

Khi bạn vừa bước vào hang giữa mùa hè nóng nực, cảm giác đầu tiên thường là “ôi, mát quá!”. Đó không phải ảo giác. Nhiều hang ở Phong Nha – Kẻ Bàng có nhiệt độ ổn định quanh khoảng hai mươi độ mấy, mát hơn bên ngoài trời nắng rất nhiều. Mùa đông thì ngược lại, trong hang thường ấm hơn ngoài trời một chút.

Cả khối núi đá vôi đóng vai trò như một chiếc tường cách nhiệt khổng lồ. Nhiệt bên ngoài muốn vào được đến bên trong phải mất rất nhiều thời gian, nên không khí trong hang không chạy theo từng cơn nóng – lạnh trong ngày, mà gần giống với nhiệt độ trung bình năm của vùng đó. Chính vì vậy, bước vào hang giống như bước vào một căn phòng lớn dùng chung một chiếc máy điều hòa bật suốt hàng trăm, hàng nghìn năm.

Độ ẩm trong hang cũng rất đặc biệt. Không khí luôn ẩm, đôi khi ẩm đến mức bạn cảm tưởng như mình đang ở trong phòng xông hơi, nhất là ở những hang có sông ngầm. Nhưng chính độ ẩm cao, mát, ít gió này lại là điều kiện lý tưởng cho một số loài nấm, vi khuẩn, động vật nhỏ. Nơi con người thấy “ẩm ướt khó chịu”, nhiều sinh vật coi đó là thiên đường.

Bên cạnh nhiệt độ và độ ẩm, câu chuyện về các loại khí trong hang cũng rất thú vị. Không khí trong hang vẫn gồm phần lớn là khí nitơ và oxy như bên ngoài. Tuy nhiên, một loại khí ít ỏi nhưng rất quan trọng là khí carbonic. Thành phần khí carbonic trong hang thường cao hơn ngoài trời một chút, vì nó liên tục được bổ sung từ đất rừng phía trên, từ nước ngầm thấm qua đá vôi và từ hơi thở của sinh vật trong hang.

Những nơi có đàn chim, đàn dơi đông như Hang Én, không khí còn “phảng phất mùi tổ chim” theo đúng nghĩa đen. Phân của chúng rơi xuống nền hang, phân hủy và giải phóng nhiều chất khí khác nhau. Chỉ cần đo nhẹ là các nhà khoa học có thể nhận ra “dấu vết” của một tập đoàn chim én đông đúc qua những con số rất nhỏ trong không khí.

Không khí trong hang cũng “thở” theo mùa. Mùa đông, gió lạnh và chênh lệch nhiệt độ khiến không khí được trao đổi mạnh, giúp các khí tích tụ bên trong thoát ra ngoài nhiều hơn. Mùa hè, bên ngoài nóng hơn bên trong, lớp khí mát trong hang có xu hướng nằm yên, khiến khí carbonic dễ tích tụ. Những đợt mưa lớn kéo dài còn làm nước bịt tạm thời các khe nứt trên bề mặt, khí từ đất không thoát lên trời được mà dồn xuống hang, làm nồng độ tăng nhanh trong một thời gian ngắn.

Ánh sáng, không khí tạo nên hệ sinh thái hang động. Võ Văn Trí

Hơi thở hang động

Nếu phân tích một “hơi thở” trong hang, bạn vẫn sẽ tìm thấy đa số là nitơ và oxy – giống như ngoài trời. Tin vui là nồng độ oxy trong các hang lớn như Phong Nha, Thiên Đường, Hang Én, Sơn Đoòng… vẫn đủ cho bạn hít thở vô tư, không có chuyện “thiếu oxy bí thở” nếu bạn là một du khách bình thường, khỏe mạnh.

Thứ thay đổi nhiều hơn là khí carbonic. Ngoài trời, khí carbonic chiếm một phần rất nhỏ trong không khí, nhưng bên trong hang, tỷ lệ này thường nhỉnh lên. Ở những hang có nhiều cửa và thông thoáng như Hang Én, Sơn Đoòng, hàm lượng khí carbonic thường chỉ cao hơn nền ngoài trời một chút. Trong những hang kín, chỉ có một cửa như Tiên Sơn, đặc biệt vào mùa hè, khí carbonic có thể tích tụ đến mức cao hơn đáng kể ở vùng sâu – bởi không khí mát trong hang bị “giữ chân” lại, trong khi khí carbonic từ đất, nước ngầm và sinh vật trong hang cứ đều đặn bổ sung.

Nguồn khí carbonic chính không phải từ du khách, mà từ rừng và đất phủ lên khối đá vôi. Lá rụng, rễ cây, vi sinh vật trong đất hoạt động liên tục, ngày này qua năm khác, sản sinh ra khí carbonic. Khí này thấm qua các khe nứt, hang mạch và cuối cùng “chảy” vào hang. Nước ngầm cũng mang theo khí carbonic, vừa góp phần ăn mòn đá vôi, vừa nhả lại khí này vào không khí hang. Khi nước nhỏ giọt từ trần xuống nền, mỗi giọt không chỉ mang khoáng chất để nuôi thạch nhũ, mà còn mang cả câu chuyện khí gas từ tầng đất phía trên.

Một nhân vật phụ nhưng thú vị khác trong “vở kịch” không khí hang động là khí nitơ dioxit. Tại Hang Én, nơi hàng vạn con chim én chọn làm nhà, phân của chúng tích tụ và phân hủy, giải phóng các hợp chất chứa nitơ. Khi đo không khí, người ta thấy nồng độ nitơ dioxit trong hang này cao hơn nhiều điểm ngoài trời. Chỉ cần vài chữ số nhỏ trong bản đo, bạn đã “ngửi thấy” dấu vết của cả một thành phố chim én ồn ào trên trần hang.