Đại dương dưới lớp băng Nam Cực cất giữ bí mật về khí hậu Trái Đất

Tác phẩm của ông ra đời 40 năm trước khi nhà thám hiểm đầu tiên đặt chân đến vùng đất này và nhiều người coi đó như một câu chuyện tiên tri. Tuy vậy tác phẩm của ông mới chỉ đúng một nửa.

Sự thật là có những hốc đại dương ở vùng Nam Cực và nghiên cứu mới nhất đã khám phá đường lưu thông của đại dương bên dưới các thềm băng ở đây (thềm băng lên và xuống cùng với thủy triều).

Những thềm băng này là bệ đỡ cho các chỏm băng khổng lồ nổi bên trên và chúng giữ vai trò quan trọng trong công tác đánh giá tình hình mực nước biển dâng trong tương lai.

Nghiên cứu mới này đã làm rõ tác động của các dòng hải lưu đối với tình trạng băng tan chảy ở Nam Cực, đây vốn là vấn đề mấu chốt trong việc dự báo mô hình khí hậu.

Một đại dương chưa được khám phá

Thềm băng Ross là khối băng nổi lớn nhất trên Trái Đất, nó có diện tích 480.000 km2 và che phủ một hốc đại dương kéo dài 700 km suốt từ bờ biển Nam Cực chạy về phía Nam và phần lớn vẫn chưa được khám phá.

Chúng ta biết rằng các thềm băng chủ yếu tan chảy ở phía dưới, bị bào mòn do nước biển ấm lên. Tuy vậy chúng ta có rất ít số liệu về tình hình các dòng nước hòa lẫn vào nhau ra sao bên dưới thềm băng. Vấn đề này thường bị bỏ qua khi chúng ta sử dụng các mô hình khí hậu, nhưng các phép đo đạc mới của nghiên cứu này sẽ giúp điều chỉnh lại thiếu sót đó.

Trước nghiên cứu này thì chỉ có chuyến thám hiểm duy nhất ở hốc đại dượng bên dưới vùng trung tâm của thềm băng Ross được tiến hành từ những năm 70 của thế kỷ trước và cũng mang về những kết quả vô cùng quý giá. Mặc dù công nghệ thời đó vẫn còn hạn chế nhưng kết quả của chuyến thám hiểm đã cho thấy hốc đại dương này không phải là một hố tĩnh mà có đến 5 tầng nước với nhiệt độ và độ mặn khác nhau rất khó nhận biết.

Các nghiên cứu khác đã được thực hiện từ các vùng rìa hoặc từ trên cao của khu vực này. Kết quả nghiên cứu mang lại cái nhìn thấu đáo về cách vận hành của hệ thống tự nhiên ở đây nhưng để thực sự hiểu được nó thì chúng ta cần tiến hành đo đạc trực tiếp ở độ sâu hàng trăm mét bên dưới thềm băng này.

Năm 2017, các nhà nghiên cứu đã dùng máy phun nước nóng để khoan sâu 350 mét xuyên qua lớp băng xuống tận tầng nước bên dưới. Họ đã giữ được lỗ khoan này ở thể lỏng đủ lâu để tiến hành đo đạc chi tiết cũng như đưa thiết bị xuống dưới và để lại đó để tiếp tục theo dõi các dòng hải lưu và nhiệt độ nước. Hiện nay các thiết bị vẫn tiếp tục gửi dữ liệu thông qua vệ tinh.

Kết quả nghiên cứu cho thấy đại dương nằm dưới thềm băng hoạt động giống như một cửa sông với luồng nước ấm (20C) từ dưới đáy biển chạy lên đến gần bề mặt kết hợp với nước do băng tan và nước ngọt dưới mặt băng tiết ra từ các dải băng và thềm đá bị che phủ của Nam Cực. 

Hàng trăm mét băng bao phủ, che chắn hốc đại dương này khỏi những cơn gió mạnh khủng khiếp và nhiệt độ không khí làm đóng băng mọi thứ ở Nam Cực. Nhưng lại không có gì cản trở được thủy triều.

Viễn cảnh trong tương lai

Khám phá về đại dương dưới lớp băng vĩnh cửu của Nam Cực là thách thức lớn nhất đối với khoa học khí hậu. Làm sao để cung cấp dữ liệu dưới dạng từng ngày cho các mô hình dự báo cho nhiều thế kỷ? Thay đổi từng ngày dần dần sẽ tích lại càng nhiều vì thế cần phải sớm tìm ra một giải pháp.

Thềm băng Ross không phải là thềm băng gặp nguy hiểm lớn nhất do các đại dương ấm lên, nhưng kích thước khổng lồ và mối quan hệ của nó với biển Ross bên cạnh cho thấy nó là mấu chốt của hệ thống đại dương trên hành tinh chúng ta. 

Trong vài thế kỷ tới đây, con người sẽ thấy rõ tầm quan trọng của các thềm băng này đối với tình trạng mực nước biển dâng. Nghiên cứu cho thấy nếu khí quyển ấm lên hơn 2℃ thì những thềm băng chính ở Nam Cực sẽ sụp đổ và trở thành những tảng băng trôi và làm mực nước biển dâng thêm 3 mét từ nay cho đến năm 2300.

Một điều cũng rất có thể là tác nhân gây biến đổi, nhưng lại ít được hiểu rõ, là tác động của nước tan từ băng tuyết đối với luân chuyển nhiệt muối toàn cầu, tức là một vòng lặp chuyển động trên đại dương tương đương một chu trình từ biển thẳm ngoài khơi Nam Cực đến vùng nước mặt nhiệt đới mỗi 1.000 năm hoặc khoảng 1.000 năm. 

Các thềm băng Nam Cực giống như một điểm tạm dừng trên vòng lặp này và vì thế những gì xảy ra ở Nam Cực sẽ tác động toàn cầu. Các thềm băng tan chảy nhanh hơn sẽ biến đổi phân tầng đại dương, biến đổi này sẽ tác động đến vòng tuần hoàn đại dương toàn cầu và một trong những hậu quả của biến đổi này chính là những dao động khí hậu lớn hơn nhiều.

Phạm Hường 

Theo The Conversation