Để giải mã những bí ẩn tại Nam Cực - khu vực thách thức nhất trên hành tinh của chúng ta - cần có sự hợp tác quốc tế sâu rộng.
Băng ở Nam Cực chứa các hồ chứa nước ngọt lớn nhất trên hành tinh của chúng ta - chiếm khoảng 70% lượng nước ngọt trên thế giới - và hiện đang mất băng, góp phần làm tăng mực nước biển.
Theo xu hướng chung của hiện tượng nóng lên toàn cầu, Nam Cực được coi là "vùng đất tinh khiết cuối cùng của Trái đất". Hơn 80 nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới đã đệ trình một nghiên cứu toàn diện nhất về sự mất băng ở Nam Cực từng được thực hiện thông qua phân tích dữ liệu vệ tinh.
Nghiên cứu cho thấy, trong 25 năm, từ năm 1992 đến năm 2017, Nam Cực đã mất tổng cộng 3.000 tỷ tấn băng, và mực nước biển toàn cầu đã tăng thêm 7,6 mm! Con số này có vẻ quá nhỏ để người ta dễ dàng nhận thấy, nhưng điều khiến các nhà khoa học lo lắng là lớp băng ở Nam Cực có xu hướng mất đi nhanh chóng trong 25 năm qua và hiện tượng mất băng còn có thể tăng mạnh trong bối cảnh nóng lên toàn cầu càng ngày càng phức tạp.
Nam Cực là một nơi băng giá và đầy tuyết với nhiệt độ tối thiểu là âm 80 độ, khiến nó trở thành nơi lạnh nhất trên Trái đất. Hoạt động địa chất dưới lòng đất ở Nam Cực cũng được coi là yên ắng, với những tảng đá lạnh cũ như xương hóa thạch của khủng long, vẫn không thay đổi trong hàng triệu năm.
Tuy nhiên, mọi chuyện đã khác sau phát hiện của Cơ quan Khảo sát Nam Cực (Anh).
Phát hiện bất ngờ dưới băng Nam Cực
Sử dụng radar để quan sát qua lớp băng sâu 3.000m, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng một số tảng băng - bao phủ một khu vực có diện tích gấp 2 lần London - dường như đã bị mất tích.
Khi nhận thấy nền tảng của dải băng Nam Cực đang tan chảy nhanh chóng một cách khác thường, các nhà khoa học đã đặt câu hỏi và tìm ra được câu trả lời:
Thật bất ngờ, một "lò nóng" bất thường đã được phát hiện dưới lớp băng Đông Nam Cực. Nhiệt độ cực cao của nó đã làm tan chảy một khu vực rộng 5.000 km vuông, trực tiếp dẫn đến sự giãn ra và chảy xệ của tảng băng.
Cụ thể, trong một cuộc khảo sát năm 2018 của Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh đã phát hiện ra rằng một "lò phóng xạ" khổng lồ, có kích thước gấp đôi London, nằm dưới lớp đá rắn của tảng băng Đông Nam Cực, làm tan chảy cả tảng băng Nam Cực từ dưới đáy, Cơ quan Khảo sát Nam Cực thông tin trên website của họ.
Máy bay Twin Otter của Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh bay qua Trạm Nam Cực ở Nam Cực. (Nguồn: Tiến sĩ Tom Jordan/BAS)
"Quá trình tan chảy mà chúng ta quan sát được có lẽ đã diễn ra hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu năm và không trực tiếp góp phần vào sự thay đổi của tảng băng. Tuy nhiên, trong tương lai, lượng nước dư thừa tại tầng băng có thể khiến khu vực này nhạy cảm hơn với các yếu tố bên ngoài như biến đổi khí hậu" - Tác giả chính, Tiến sĩ, nhà địa vật lý Tom Jordan từ Cơ quan Khảo sát Nam Cực của Anh (BAS) cho biết.
Nhà khoa học cảnh báo, "lò phóng xạ" này không chỉ khiến các sông băng tan chảy khiến mực nước biển dâng cao (gây hậu quả khôn lường cho các thành phố ven biển), mà thậm chí còn kéo theo sự sụp đổ của những ngọn núi phủ đầy tuyết, điều này sẽ mang đến nhiều thảm họa tiềm ẩn cho những người yêu thích phiêu lưu mạo hiểm tại Nam Cực; Cao hơn cả là làm ảnh hưởng đến khí hậu của Trái đất.
Nghiên cứu thu thập dữ liệu bằng máy bay của BAS như một phần của dự án PolarGAP. Dự án quốc tế này, do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) tài trợ, với các nhà nghiên cứu từ Na Uy, Đan Mạch và Anh, nhằm lấp đầy khoảng trống trong dữ liệu vệ tinh xung quanh Nam Cực.
Mổ xẻ "lò nóng"
Thời gian tồn tại
Để giải mã những bí ẩn xoay quanh "lò phóng xạ" khổng lồ này, các nhà nghiên cứu đã bắt tay vào khám phá. Tuy nhiên, điều này không hề dễ dàng, họ chỉ có thể đưa ra một số kết luận suy luận dựa trên dữ liệu duy nhất, đó là, chiếc lò này đã tồn tại ở đó ít nhất là hàng nghìn năm.
Sự hình thành
Nhóm nghiên cứu tin rằng nguồn nhiệt khổng lồ này là sự kết hợp của các loại đá phóng xạ bất thường có trong thời kỳ Tiền kỷ Cambri và nước nóng từ sâu dưới lòng đất (từ hệ thống chu kỳ địa nhiệt của đứt gãy trong khu vực đó). Cả hai quá trình này ảnh hưởng cùng lúc đến sự hình thành của "lò phóng xạ".
Đồ họa cho thấy hình ảnh về lò đá nóng ở sâu bên dưới Nam Cực. (Nguồn: Tiến sĩ Tom Jordan/BAS)
Ngoài ra, những phát hiện này bổ sung thêm cho chúng ta hiểu biết về thủy văn dưới băng của lục địa Nam Cực.
Nghiên cứu mới này giải thích cách một lượng địa nhiệt cao bất thường đã làm tan chảy phần đế của băng, dẫn đến các lớp băng phía trên bị chùng xuống phía dưới.
"Đây là một dự án thực sự thú vị, khám phá một trong những khu vực hoàn toàn chưa được khảo sát cuối cùng trên hành tinh của chúng ta. Kết quả của chúng tôi khá bất ngờ, vì nhiều người nghĩ vùng Nam Cực này được tạo nên từ những tảng đá cổ và lạnh, ít ảnh hưởng đến lớp băng phía trên. Khám phá cho thấy rằng ngay cả trong nội địa lục địa cổ đại, địa chất bên dưới có thể có tác động đáng kể đến băng" - Tiến sĩ Tom Jordan cho biết thêm.
Trong một thời gian dài, các nhà khoa học phán đoán sự rút lui của các sông băng chủ yếu bằng cách quan sát các sông băng và thềm băng ở các cực từ trên cao thông qua vệ tinh. Tuy nhiên, ngày nay giới chuyên môn biết rằng không chỉ phần trên mặt nước của sông băng bị thu hẹp mà phần dưới nước cũng đang bị thu hẹp lại - một cách âm thầm.
Các phần của băng ở Nam Cực sâu trung bình tới 2.000m. Nếu những sông băng dưới nước này tan chảy, chúng sẽ là mối đe dọa thực sự. Bởi, chỉ một phần nhỏ của sông băng thực sự ở trên mặt biển, và phần lớn nó bị ẩn dưới nước.
Đường phân chia giữa thềm băng nổi bên trên và tảng băng cố định bên dưới nó được gọi là ground line, và được kiểm tra để xác định độ lớn và tốc độ tan chảy của sông băng.
Do độ dày của lớp băng ở đây đã vượt quá 3.000m, các nhà nghiên cứu chỉ có thể thu được dữ liệu liên quan về lớp băng và các lớp đá ngầm bằng cách quét khu vực Nam Cực bằng radar xuyên băng trong không khí.
Lập bản đồ địa nhiệt
Sau khi xác định được "lò phóng xạ" bên dưới Nam Cực, các nhà khoa học quốc tế tiến hành lập bản đồ địa nhiệt ở độ sâu hàng nghìn mét.
Bản đồ có độ phân giải cao nhất về địa nhiệt bên dưới lớp băng ở Nam Cực. (Nguồn: BAS)
Dữ liệu được sử dụng đến từ các phép đo từ trường chủ yếu được thu thập bởi máy bay bay qua lục địa và kết quả cho thấy các "điểm nóng" ở Nam Cực và trên Bán đảo Nam Cực, những khu vực thay đổi nhanh nhất của Dải băng Nam Cực.
Bản đồ địa nhiệt mới thoát ra từ bên trong Trái đất này sẽ giúp nâng cao hiểu biết của chúng ta về các điều kiện ở đáy tảng băng, cải thiện khả năng hiểu quá khứ và dự đoán những thay đổi trong tương lai của lớp băng ở Nam Cực và tác động của nó đối với mực nước biển toàn cầu, các chuyên gia tham gia công trình cho biết.
Việc đo trực tiếp nhiệt lượng từ bên trong Trái đất bên dưới lớp băng dày 3-4 km trong điều kiện cực kỳ lạnh giá và khắc nghiệt là vô cùng khó. Đó là lý do tại sao chúng tôi đã sử dụng dữ liệu từ trường để suy ra nhiệt lượng và chúng tôi hài lòng vì những gì chúng tôi có được chính xác hơn 30-50% so với các nghiên cứu trước đây.
Đây là những kết quả bước đầu mang tính cách mạng về việc các nhà khoa học quốc tế làm việc cùng nhau để giải mã những bí ẩn tại khu vực thách thức nhất trên hành tinh của chúng ta.
Lập bản đồ đáy sông băng ở Tây Nam Cực
Bên cạnh việc nghiên cứu băng ở Đông Nam Cực, các nhà khoa học thuộc Cơ quan Khảo sát Nam Cực cũng tiến hành nghiên cứu phía Tay Nam Cực, nơi có sông băng Pine Island Glacier được đánh giá là sông băng tan nhanh nhất ở Nam Cực, gây ra khoảng 25% lượng băng mất đi ở Nam Cực.
Sông băng Pine Island Glacier được đánh giá là sông băng tan nhanh nhất ở Nam Cực. (Ảnh: Internet)
Theo đó, các nhà khoa học đã tạo ra các bản đồ có độ phân giải cao về đáy sông băng Pine Island Glacier, giúp họ dự đoán mực nước biển dâng trong tương lai từ khu vực này. Các cuộc khảo sát bằng radar về vùng đất bên dưới Pine Island Glacier đã cho thấy một cảnh quan đa dạng dưới lớp băng với một số điều bất ngờ.
Phát hiện này rất có ý nghĩa vì Pine Island Glacier không chỉ tan chảy nhanh mà lượng nước từ băng tan của nó còn chiếm tới 10% mực nước biển dâng toàn cầu. Lượng băng tan ra đại dương trong khu vực dự kiến sẽ tăng lên khi khí hậu ấm lên và lớp băng ở Tây Nam Cực tiếp tục mỏng đi.
Nghiên cứu cho thấy bản chất đa dạng của địa hình bên dưới sông băng là yếu tố lớn nhất ảnh hưởng đến dòng chảy của băng qua cảnh quan. Các nhà khoa học sẽ kết hợp những phát hiện mới vào các mô hình máy tính được sử dụng để dự đoán tương lai của sông băng.
Nam Cực có một mạng lưới rộng lớn các sông và hồ dưới băng có ảnh hưởng đến cách tảng băng di chuyển trên chúng. Bất kỳ mô phỏng nào về cách lục địa Nam Cực phản ứng với sự ấm lên trong tương lai đều phải tính đến hệ thống nước trong lòng đất.
Khám phá này có liên quan đến việc khoan tìm lớp băng lâu đời nhất trên lục địa. Các nhà khoa học hiện đang tìm kiếm những bằng chứng có thể ghi lại cảnh tuyết rơi không ngừng ở lục địa Nam Cực cách đây hơn 1,5 triệu năm.
Nam Cực là hồ chứa nước ngọt lớn nhất trên Trái đất. Nếu nó tan chảy, nó có khả năng làm tăng đáng kể mực nước biển toàn cầu. Đối với các quốc đảo và các thành phố ven biển, đây là một mối nguy hiểm thực sự.
Do đó, việc nghiên cứu và hiểu về sông băng ở Nam Cực là cách tốt nhất mà con người có thể làm để đối phó với một trong những kịch bản đáng sợ liên quan đến mực nước biển dâng quy mô toàn thế giới.