Đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy do ấm lên toàn cầu kéo theo nhiều mối đe dọa như giải phóng khí nhà kính, cơ sở hạ tầng nứt vỡ và biến đổi cảnh quan.
Nằm nép bên dưới dãy núi phủ đầy tuyết trắng, đầm lầy than bùn cao nguyên Stordalen lốm đốm những vũng bùn đủ mọi kích cỡ. Mùi trứng thối len lỏi trong không khí. Ở vùng Bắc Cực tại cực bắc Thụy Điển, cách thị trấn nhỏ Abisko khoảng 10 km về phía đông, hiện tượng ấm lên xảy ra nhanh gấp 3 lần so với nơi khác trên thế giới. Trên bãi đất bùn với cỏ và cây bụi mọc lơ thơ này, các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu sự biến dạng của đất đóng băng vĩnh cửu.
Khi Keith Larson đi lại trong các thí nghiệm, lối đi lót ván đặt ngang dọc trên khắp bãi đất lún xuống những vũng lầy và ao bùn bên dưới, đồng thời nhiều đám bọt li ti xuất hiện. Mùi đặc trưng phát ra từ mặt đất đến từ hydro sulfide, đôi khi còn gọi là khí đầm lầy. Nhưng điều khiến các nhà khoa học lo ngại là một loại khí khác bốc lên kèm theo, đó là methane. Carbon lưu trữ bên trong đất đóng băng vĩnh cửu đang rò rỉ.
Đất đóng băng tan chảy khiến mặt đất vùng cực xuất hiện nhiều vết nứt. (Ảnh: AFP)
Đất đóng băng vĩnh cửu chứa khoảng 1.700 tỷ tấn carbon hữu cơ, gần gấp đôi lượng carbon trong khí quyển. Methane chỉ tồn tại 12 năm trong khí quyển so với khí CO2 lưu lại nhiều thập kỷ nhưng khí nhà kính này mạnh gấp 25 lần, xét theo chu kỳ 100 năm. Giới nghiên cứu cảnh báo đất đóng băng vĩnh cửu là "bom hẹn giờ" giải phóng carbon.
Vào thập niên 1970, khi các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm hiểu về đất đóng băng vĩnh cửu ở vùng cực, những ao bùn chưa xuất hiện, theo Larson, điều phối viên dự án ở Trung tâm nghiên cứu tác động khí hậu tại Đại học Umea, đặt ở Trạm nghiên cứu khoa học Abisko. Mùi của hydro sulfide quyện với methane rò rỉ chưa lan xa như ngày nay.
Đất đóng băng vĩnh cửu (permafrost) là tên gọi đất đóng băng quanh năm trong ít nhất hai năm liên tiếp, nằm ở Bắc bán cầu. Tại Abisko, đất đóng băng vĩnh cửu bên dưới đầm lầy có thể dày tới hàng chục mét, có niên đại hàng nghìn năm. Tại nhiều nơi ở Siberia, lớp đất này có thể sâu hơn một kilomet và hàng trăm nghìn năm tuổi. Với nhiệt độ trung bình tăng lên ở Bắc Cực, đất đóng băng vĩnh cửu bắt đầu tan chảy. Trong quá trình đó, vi khuẩn trong đất phân hủy sinh khối lưu trữ bên trong. Quá trình giải phóng khí nhà kính như carbon dioxide và methane, góp phần đẩy nhanh tốc độ biến đổi khí hậu.
Ở đầm lầy Storflaket nhỏ hơn nhiều cách đó vài giờ lái xe, nhà nghiên cứu Margareta Johansson ở Khoa địa chất và khoa học sinh thái tại Đại học Lund theo dõi đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy từ năm 2008 bằng cách đo phần đất chảy vào mùa hè. Tính đến năm 2100, đất đóng băng vĩnh cửu có thể tan chảy mạnh nếu lượng khí thải CO2 không suy giảm, các chuyên gia về đại dương và băng quyển ở Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) của Liên Hợp Quốc (UN) cảnh báo. Nhiệt độ trung bình hàng năm của Bắc Cực tăng 3,1 độ C từ năm 1971 đến năm 2019, so với 1 độ C trên toàn thế giới.
Đất đóng băng vĩnh cửu có thể đạt điểm tới hạn khi nhiệt độ tăng tới ngưỡng làm thay đổi hệ sinh thái và đe dọa hệ thống toàn cầu. Ví dụ, giới nghiên cứu lo sợ rừng nhiệt đới Amazon có thể biến đổi thành đồng cỏ cao hoặc những dải băng bên trên Greenland và Tây Phi tan chảy hoàn toàn.
"Nếu tất cả carbon đóng băng được giải phóng, nồng độ carbon trong khí quyển sẽ tăng gấp gần 3 lần", Gustaf Hugelius, chuyên gia về chu kỳ carbon của đất đóng băng vĩnh cửu ở Đại học Stockholm, cho biết. "Nhưng điều đó sẽ không bao giờ xảy ra. Quá trình tan chảy của đất đóng băng sẽ không diễn ra cùng lúc".
Thay vào đó, carbon sẽ rò rỉ trong nhiều thập kỷ, thậm chí hàng trăm năm. Vấn đề lớn với đất đóng băng vĩnh cửu là sự tan chảy và giải phóng carbon kèm theo sẽ tiếp diễn ngay cả khi con người cắt giảm khí thải.
Tại Abisko, một thị trấn ven hồ nhỏ, dấu hiệu dễ thấy của đất đóng băng vĩnh cửu tan chảy là những vết nứt vỡ trên mặt đất và bốt điện thoại nghiêng ngả vì đất dịch chuyển. Ở Alaska, nơi đất đóng băng vĩnh cửu chiếm 85%, tình trạng tan chảy khiến mặt đường biến dạng. Nhà cửa ở các thành phố tại Siberia bị rạn nứt. Yakutsk, thành phố lớn nhất thế giới xây trên đất đóng băng vĩnh cửu, thậm chí phải phá hủy một số công trình bị hư hỏng nặng. Sự tan chảy của đất đóng băng cũng ảnh hưởng tới đường ống nước, ống cống và ống dẫn dầu.
Trên khắp Bắc Cực, đất đóng băng vĩnh cửu có thể tác động tới khoảng 2/3 cơ sở hạ tầng vào giữa thế kỷ, theo một dự thảo báo cáo của IPCC. Hơn 1.200 khu dân cư, 36.000 tòa nhà và 4 triệu người sẽ gánh chịu hậu quả. Hiện tượng cũng dẫn tới thay đổi đáng kể về cảnh quan do nước đọng tạo thành nhiều ao hồ mới hoặc mở ra đường dẫn nước mới khiến khu vực khô cạn hoàn toàn.