Bí ẩn "vùng chết chóc" dưới đại dương

Các nhà khoa học ngày càng lo ngại về những "vùng chết chóc". Đó là những vùng nước thiếu ôxy trong đại dương, thậm chí đến mức động vật biển không thể tồn tại.

Những thập kỷ trở lại đây, các vùng chết đã mở rộng phạm vi và cũng không còn giới hạn trong đại dương; các hồ hiện cũng đang diễn ra hiện tượng tương tự.

Tuy nhiên, đây không hẳn là một vấn đề mới trong các đại dương. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vùng chết thực sự là một đặc điểm lặp lại của Thái Bình Dương lâu hơn bất kỳ ai từng nhận ra, thực tế là ít nhất khoảng 1,2 triệu năm.

Phân tích lõi của trầm tích cổ đại được khoan từ đáy biển Bering ở Bắc Thái Bình Dương, các nhà khoa học đã xác định được 27 trường hợp riêng biệt của vùng chết, chính thức được gọi là vùng tối thiểu ôxy (OMZ) trong 1,2 triệu năm qua, cho thấy các đợt thiếu ôxy lặp lại tương đối thường xuyên của Thái Bình Dương trong suốt kỷ Pleistocen.

Trước đó, người ta đã biết rằng sự kết thúc của kỷ Băng hà cuối cùng (khoảng 12.000 năm trước) trùng với tình trạng thiếu ôxy trên diện rộng ở Bắc Thái Bình Dương, khi các sự kiện ấm lên lớn gây ra sự tan chảy của tảng băng và đưa một lượng lớn nước ngọt vào đại dương.

Nhưng các vùng chết đã tồn tại từ rất lâu trước đó, trầm tích lõi lộ ra và nó thường không đòi hỏi những biến đổi môi trường mạnh mẽ như vậy để chúng xuất hiện.

Nhà đại dương học Ana Christina Ravelo từ Đại học California, Santa Cruz (UC Santa Cruz, Mỹ) cho biết: "Điều này không cần đến một sự xáo trộn lớn như những tảng băng tan chảy. Những hiện tượng giảm ôxy đột ngột này thực sự phổ biến trong hồ sơ địa chất và chúng thường không liên quan đến quá trình khử băng. Chúng hầu như luôn xảy ra trong các thời kỳ ấm áp giữa các thời kỳ băng hà, giống như thời kỳ chúng ta hiện nay".

Trong số 27 tín hiệu OMZ được xác định được chỉ ra bởi các lớp nhiều lớp trong lõi, phản ánh lớp trầm tích không bị xáo trộn được đặt xuống khi không có sinh vật sống. Một số khoảng thời gian vùng chết kéo dài dưới một nghìn năm, trong khi ở những vùng khác, điều kiện thiếu ôxy vẫn tồn tại trong gần 40 thiên niên kỷ.

Mặc dù các OMZ xảy ra vào những thời điểm không nhất quán, không cho thấy bất kỳ loại quy trình nào ngoài tính ngẫu nhiên, nhưng chúng vẫn là một sự xuất hiện thường xuyên trong kỷ Pleistocen cho thấy rằng, trong đại dương, các vùng chết là một phần của sự sống.

"Chúng tôi không biết chúng đã rộng đến mức nào bên ngoài Bắc Thái Bình Dương, nhưng chúng tôi biết chúng rất dữ dội. Cần có hệ thống được chuẩn bị cho loại sự kiện này xảy ra", Ravelo nói thêm.

OMZ thường được cho là do tảo nở hoa có hại, được tạo thành từ các sinh vật cực nhỏ, cuối cùng bị phân hủy và chìm xuống đáy biển. Khi chúng chìm xuống, sự phân hủy sinh khối của vi khuẩn sẽ tiêu thụ ôxy trong nước.

Tại các vùng chết ngày nay, ô nhiễm môi trường là một phần lớn của vấn đề, với các chất thải từ hoạt động của con người đặc biệt là phân bón nông nghiệp chảy ra biển và đường thủy, là nguồn dinh dưỡng thu hút lượng tảo biển dồi dào.

Nước ấm hơn làm cho các vùng chết dễ xảy ra hơn, cũng như các điều kiện lưu thông của đại dương, nhưng các yếu tố khác cũng có liên quan.

Tác giả đầu tiên của nghiên cứu, nhà khoa học dữ liệu Karla Knudson, cựu sinh viên Đại học UC Santa Cruz, cho hay: "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mực nước biển cao, xảy ra trong thời kỳ khí hậu ấm áp giữa các thời kỳ băng hà, góp phần gây ra các hiện tượng thiếu ôxy này. Khi mực nước biển dâng cao, sắt hòa tan từ các thềm lục địa ngập nước có thể được chuyển ra biển khơi và thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của thực vật phù du ở vùng nước bề mặt".

Mặc dù những phát hiện cho thấy vùng chết không phải là liên quan đến thế giới ô nhiễm, bị đốt nóng do con người gây ra ngày nay, nhưng không thể phủ nhận việc ô nhiễm, nước ấm hơn và mực nước biển cao hơn là một số động lực chính đằng sau sự chuyển đổi nước có thể gây ngạt thở động vật biển hàng ngàn năm cùng một lúc.

Các vùng chết trong tương lai có thể lan rộng đến mức nào là một câu hỏi cấp bách và câu hỏi có thể được giải đáp bằng cách khoan các lõi trầm tích sâu từ các vị trí đại dương khác để thử và định lượng phạm vi địa lý của các lần xuất hiện OMZ trước đây được phát hiện ở đây.

Một số nhà khoa học đã dự đoán rằng nồng độ ôxy sẽ tiếp tục giảm trong đại dương toàn cầu trong một nghìn năm tới hoặc hơn. Đây là một điều đáng sợ, nghiêm trọng và chúng ta không thể nhìn theo cách khác.