Tại sao sa mạc nóng và lạnh về đêm? Nếu bạn đang tham gia một chuyến đi trong ngày đến sa mạc Sahara ở Bắc Phi, bạn sẽ muốn mang theo thật nhiều nước và thật nhiều kem chống nắng. Nhưng nếu bạn định ở lại qua đêm, tốt hơn hết bạn nên mang theo một chiếc túi ngủ vừa vặn. Đó là bởi vì nhiệt độ ở Sahara có thể giảm mạnh khi mặt trời lặn, từ mức cao trung bình là 100 độ F (38 độ C) vào ban ngày xuống mức thấp trung bình là 25 độ F (âm 4 độ C) vào ban đêm, theo NASA. Vậy, tại sao sự thay đổi nhiệt độ mạnh mẽ này lại xảy ra ở những sa mạc khô cằn như Sahara? Và làm thế nào để động vật và thực vật bản địa đối phó với những cực đoan hoang dã như vậy? Nhiệt và độ ẩm Lý do khiến các sa mạc khô cằn - những vùng khô hạn chiếm khoảng 35% diện tích Trái đất - trở nên quá nóng và sau đó trở nên quá lạnh, là sự kết hợp của hai yếu tố chính: Cát và độ ẩm. Không giống như phích nước, cát không giữ nhiệt tốt lắm. Theo một báo cáo năm 2008 từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Pasadena, California, khi nhiệt và ánh sáng từ mặt trời chiếu vào sa mạc cát, các hạt cát ở lớp trên cùng của sa mạc sẽ hấp thụ và cũng giải phóng nhiệt trở lại không khí. Vào ban ngày, bức xạ năng lượng mặt trời của cát làm nóng không khí và khiến nhiệt độ tăng cao. Tuy nhiên, vào ban đêm, hầu hết nhiệt lượng trong cát nhanh chóng tỏa ra không khí và không có ánh sáng mặt trời để hâm nóng nó, khiến cát và môi trường xung quanh trở nên lạnh hơn trước. Tuy nhiên, chỉ riêng hiện tượng này không giải thích được sự giảm nhiệt độ nghiêm trọng như vậy. Rốt cuộc, khi mặt trời lặn trên một bãi biển nhiệt đới, bạn không cần phải mặc áo khoác mùa đông. Nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ nghiêm trọng là do không khí ở sa mạc rất khô. Ở những sa mạc khô cằn như sa mạc Sahara và sa mạc Atacama ở Chile, độ ẩm - lượng hơi nước trong không khí - thực tế bằng không, và không giống như cát, nước có khả năng tích trữ nhiệt rất lớn. Hơi nước trong không khí giữ nhiệt gần mặt đất giống như một tấm chăn khổng lồ vô hình và ngăn nó tản ra khí quyển, theo World Atlas. Không khí có độ ẩm cao cũng cần nhiều năng lượng hơn để nóng lên, có nghĩa là cũng cần nhiều thời gian hơn để năng lượng đó tiêu tán và môi trường xung quanh hạ nhiệt. Do đó, tình trạng thiếu độ ẩm ở các sa mạc cho phép những nơi khô cằn này nhanh chóng nóng lên nhưng cũng nhanh chóng nguội lạnh. Thích ứng với nhiệt độ khắc nghiệt Bất chấp sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng này, động vật sa mạc thích nghi tốt với sự thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt của sa mạc. Dale DeNardo, nhà sinh lý học môi trường tại Đại học bang Arizona, người chuyên về động vật sa mạc, cho biết: "Đó có xu hướng là một vấn đề tương đối nhỏ đối với chúng. Thách thức lớn hơn là kiếm đủ thức ăn và nước uống để tồn tại." Bò sát, nhóm động vật phong phú và đa dạng nhất ở sa mạc, thích nghi tốt với sự biến đổi nhiệt độ khắc nghiệt vì chúng là loài máu lạnh, hay còn gọi là nhiệt đới, có nghĩa là chúng không cần đầu tư năng lượng để duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định. Nói cách khác, loài bò sát có thể sử dụng năng lượng này ở nơi khác, như săn bắn. Nhiều loài bò sát cũng được hưởng lợi từ việc nhỏ bé, điều này cho phép chúng tìm thấy những ngóc ngách râm mát vào ban ngày hoặc những tảng đá ấm hơn vào ban đêm. DeNardo nói với Live Science: "Có rất nhiều nơi khác nhau để đến ấm hơn hoặc mát hơn, đặc biệt là khi bạn còn nhỏ. Tuy nhiên, các loài động vật có vú máu nóng, hoặc thu nhiệt lớn, như lạc đà, quá lớn để trốn tránh ánh nắng mặt trời và không thể để nhiệt độ cơ thể giảm xuống. Đúng hơn, lạc đà tồn tại bằng cách duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định trong cả điều kiện nóng và lạnh. Chúng làm được điều này bằng cách có nhiều lớp cách nhiệt ở dạng mỡ và lông dày, giúp chúng không bị hấp thụ quá nhiều nhiệt vào ban ngày và mất quá nhiều vào ban đêm, DeNardo cho biết. Ngược lại, các loài chim sa mạc sử dụng phương pháp làm mát bay hơi - nơi chúng sử dụng nước để truyền nhiệt ra khỏi cơ thể, giống như cách con người đổ mồ hôi và chó thở dốc - thông qua một loạt các phương pháp khác nhau (một số loài kền kền đi tiểu trên chân để hạ nhiệt). Nhưng khả năng bay xa giữa các nguồn nước hoặc kiếm thức ăn, có nghĩa là chúng không phải lo lắng nhiều về việc bảo tồn nguồn nước như các loài động vật sa mạc khác. Mặt khác, thực vật dễ bị tổn thương hơn trước nhiệt độ khắc nghiệt." Họ phải đối mặt với một thách thức lớn hơn nhiều vì họ không thể di chuyển, "DeNardo nói. Đó là lý do tại sao các loài thực vật biểu tượng của sa mạc, như cây xương rồng, đã phát triển một loạt các biện pháp phòng thủ, chẳng hạn như gai và chất độc, để bảo vệ nguồn nước quý giá của chúng khỏi những kẻ săn mồi. Tuy nhiên, nhiệt độ đóng băng vào ban đêm có thể gây chết cây vì nước đóng băng và mở rộng trong các mô của chúng, có thể gây ra những tổn thương không thể phục hồi. Do đó, thực vật chỉ phát triển ở những nơi nhiệt độ không khí không xuống dưới mức đóng băng trong hơn vài giờ mỗi đêm, được gọi là vùng băng giá. Thay đổi khí hậu Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu xem biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng như thế nào đến những nơi khô cằn và sinh vật, nhưng" chắc chắn chúng ta sẽ thấy những thay đổi ", DeNardo nói." Đối với hầu hết các sa mạc, chúng tôi dự đoán nhiệt độ tăng trung bình từ 3 đến 4 độ F [1, 7 đến 2, 2 độ C] . " Thay vào đó, vấn đề thực sự là biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng đến lượng mưa hàng năm mà các sinh vật sa mạc dựa vào. DeNardo nói:" Nó sẽ trở nên ít nhất quán hơn, bạn sẽ có những năm tương đối ẩm ướt và những năm tương đối khô hạn. Nhưng ngay cả khi hầu hết đều đủ ẩm ướt, chỉ cần một năm thực sự khô ráo để gây ra các vấn đề lớn."
