Chuyện gì đã xảy ra với đàn cá hồi trong hành trình ở "hộp đen" bí ẩn?

Việc nước biển ấm lên do tác động của biến đổi khí hậu đã khiến các mô hình dự báo sản lượng cá hồi ở bắc Thái Bình Dương không còn chính xác.

Trong một mùa thu bình thường ở bắc Thái Tây Dương, khoảng một triệu con cá hồi chó (chum salmon) sẽ tràn vào cửa sông Yukon ở Alaska để sinh sản. Dòng sản vật tự nhiên này đã duy trì nền kinh tế và văn hóa địa phương trong hàng thế kỷ.

Thế nhưng, đến năm ngoái, trước sự bất ngờ của cả người dân bản địa và các nhà khoa học, sản lượng cá hồi quay lại sông Yukon giảm xuống bằng chỉ còn 10% so với mọi năm. Sự kiện này được mô tả như một thảm họa và chính quyền bang Alaska thậm chí phải sử dụng máy bay để vận chuyển cá hồi từ những khu vực khác đến để đảm bảo nguồn cung.

Gấu săn cá hồi trở lại đẻ trứng ở Công viên Quốc gia Katmai, bang Alaska. (Ảnh: New York Times).

Những biến động đáng lo ngại

Tuy nhiên, cách đó gần 650 km về phía nam, tại vịnh Bristol Bay cũng của Alaska, diễn biến hoàn toàn trái ngược. Khu vực này ghi nhận sản lượng kỷ lục cá hồi đỏ (sockeye salmon) vào năm ngoái, với ước tính hơn 66 triệu con đã trở lại với các dòng sông ở đây. Con số này được dự đoán còn tăng cao hơn trong năm nay.

Cá hồi ở Thái Bình Dương đang phải đối mặt với số phận trái ngược tại các hệ thống sông khác nhau. Khi Trái Đất nóng lên do việc sử dụng quá nhiều nhiên liệu hóa thạch, các nhà khoa học cho rằng điều đó sẽ dẫn đến những thay đổi căn bản ở các đại dương, và kết quả cuối cùng là những biến động lớn trong thế giới tự nhiên, đặc biệt là sự sụp đổ của các nguồn thủy sản quan trọng.

Vùng biển phía bắc Thái Bình Dương đóng góp phần lớn sản lượng cá hồi đánh bắt tự nhiên của thế giới, và sự suy giảm nguồn lợi thủy sản sẽ đe dọa nghiêm trọng đến các cộng đồng ở vành đai Thái Bình Dương.

Trong ba thập kỷ làm việc với tư cách nhà khoa học của chính phủ, bà Laurie Weitkamp chứng kiến tận mắt những hậu quả của biến đổi khí hậu.

Công việc của bà bao gồm theo dõi và lập mô hình dự đoán biến động số lượng cá hồi, và theo bà thì việc đại dương nóng lên khiến cho các mô hình giờ đây trở nên không còn chính xác nữa.

"Có khi cá hồi bắt đầu đi ra biển vào lúc mà chúng tôi nghĩ rằng những điều kiện là rất thích hợp, nhưng rồi chúng biến mất. Chúng không trở lại nữa", bà Weitkamp, người đang là nhà sinh học nghề cá tại Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA), chia sẻ.

Đã có nhiều nghiên cứu về tác động của môi trường sống đối với cá hồi ở trên sông và các vùng nước ven biển, nhưng vẫn còn rất ít kiến thức về khía cạnh này khi chúng bơi ra biển lớn.

Thông thường, cá hồi sẽ sống ngoài biển vài năm trước khi trở lại các con sông để đẻ trứng. Bà Weitkamp cho biết các đợt nắng nóng do biến đổi khí hậu gây ra đang làm thay đổi hệ sinh thái trong môi trường sống của cá hồi, đe dọa sự tồn vong của loài này.

"Khi cá hồi rời khỏi vùng biển ven bờ, đó là khi chúng đi vào một chiếc hộp đen", bà Weitkamp nói, ngụ ý rằng khi đó không ai biết điều gì sẽ xảy ra với chúng.

Để giải đáp bí ẩn này, các nhà khoa học của Mỹ, Canada và Nga đã cộng tác để thực hiện dự án nghiên cứu quy mô nhất từ trước tới nay về môi trường sống của cá hồi ở vùng biển phía bắc Thái Bình Dương. Năm tàu nghiên cứu sẽ thu thập các mẫu cá hồi ngoài biển và đánh giá các điều kiện môi trường trên một vùng biển rộng hơn một triệu dặm vuông.

Tàu nghiên cứu Bell M.Shimada
Tàu nghiên cứu Bell M. Shimada của Cơ quan Khí tượng và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA) trong hành tìm hiểu về điều kiện sống của cá hồi ở Thái Bình Dương. (Ảnh: Washington Post).

Các nhà khoa học hy vọng sẽ lập được bản đồ nơi cá hồi từ các con sông khác nhau sinh sống trong những tháng mùa đông - thời điểm ít thức ăn và chúng đặc biệt dễ bị tổn thương.

Họ cũng mong muốn tìm ra dấu hiệu về sự cạnh tranh giữa các loài cá hồi khác nhau sau nhiều sự kiện nắng nóng cực độ trên biển xảy ra trong những năm gần đây.

"Chúng tôi đã chứng kiến sự sụt giảm nghiêm trọng trong nguồn dự trữ cá hồi. Chúng có tỷ lệ tử vong cao khi ở ngoài đại dương và đó là một trong những thứ khó nhất để có thể ước tính", bà Jackie King, nhà khoa học phụ trách nghiên cứu trên tàu Sir John Franklin phía Canada, chia sẻ.

Đi tìm lời giải cho sự biến mất của cá hồi

Tại Canada, mỗi năm có khoảng 10 triệu con cá hồi đỏ trở về sông Fraser để đẻ trứng. Nhưng vào năm 2020, con số này bỗng giảm xuống mức chỉ còn 293.000 con.

Tại vùng Viễn Đông của Nga, người dân địa phương thậm chí đã đi biểu tình yêu cầu chính quyền có hành động trước việc sản lượng cá hồi giảm sút nghiêm trọng. Vì đây là vấn đề ảnh hưởng lớn đến cả 3 nước nên dự án hợp tác nghiên cứu đã được triển khai.

Tuy nhiên, khi dự án chuẩn bị được tiến hành thì Nga mở "chiến dịch quân sự đặc biệt" ở Ukraine. Phía Mỹ ngay lập tức rút 4 nhà khoa học của họ khỏi Tinro - tàu nghiên cứu phía Nga. Chính quyền Mỹ cũng không cho phép con tàu được thực hiện các hoạt động trong vùng đặc quyền kinh tế của Mỹ.

Chính vì vậy, thay vì 80 địa điểm dự kiến như ban đầu, tàu Tinro của Nga sẽ chỉ lấy mẫu nghiên cứu ở khoảng một nửa trong số này.

"Việc không lấy đủ mẫu chưa bao giờ là tốt cả. Chắc chắn điều đó sẽ ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu của chúng tôi", ông Alexei Pinchuk, giáo sư ngành hải dương học tại Đại học Alaska Fairbanks, cho biết.

Ông Pinchuk cũng tham gia vào dự án và là thành viên trên tàu Bell M. Shimada bên phía Mỹ.

Bà Weitkamp chính là người đứng đầu nhóm nghiên cứu trên con tàu này. Tàu Bell M. Shimada là tàu nghiên cứu đặc dụng của NOAA, và chuyến ra khơi lần này của nó sẽ kéo dài 38 ngày, với 40 thành viên trên boong, bao gồm 14 nhà khoa học.

Đối với các nhà nghiên cứu như bà Weitkamp hay ông Pinchuk, chuyến đi lần này không dễ chịu chút nào, vì con tàu phải đối mặt với những con sóng cao tới 4,5 m, cùng với đó là sức gió liên tục ở mức hơn 90 km/h.

"Tôi vẫn còn run", bà Weitkamp nói sau khi đặt chân lên đất liền ở Trung tâm Điều hành các hoạt động ở Thái Bình Dương của NOAA, đặt tại Newport, bang Oregon.

Tại mỗi địa điểm nghiên cứu, tàu sẽ thả lưới rộng khoảng 30 m trong một tiếng trước khi kéo lưới lên. Ở ngoài đại dương, cá hồi tản ra rộng hơn so với khi chúng bơi ở ven biển hay trên sông, vì vậy mỗi lần kéo lưới sẽ chỉ thu về khoảng 30 con cá hồi.

Lưới cũng được lắp đắt một thiết bị gọi là cảm biến CTD để đo nhiệt độ, độ mặn và các chỉ số khác của vùng nước. Sau đó, tàu sẽ đến địa điểm nghiên cứu tiếp theo, cách đó khoảng 60 hải lý, và tiếp tục công việc tương tự.

Từ những con cá hồi này, các nhà khoa học trên tàu sẽ lấy mẫu cơ, máu, vảy, tuyến sinh dục, gan và xương tai. Xương tai cá hồi có các đường giúp xác định tuổi của chúng - tương tự vòng trên thân cây.

Họ cũng kiểm tra dạ dày cá để xem chúng đang ăn gì, và thu thập mẫu nước biển để xem có đủ thức ăn cho cá hồi ở vùng biển đó hay không.

Cá hồi đỏ (sockeye) tại khu vực Vịnh Bristol - loài hiếm hoi tăng trưởng về số lượng trong những năm gần đây. (Ảnh: New York Times).

Nhiều con cá hồi chó mà tàu Shimada bắt được dường như bị suy dinh dưỡng. Trong những tháng tiếp theo, quá trình nghiên cứu sẽ được thực hiện trong phòng thí nghiệm, và các nhà khoa học sẽ cố gắng xác định xem những con cá hồi này đang phải đối mặt với khó khăn gì.

Mục đích của dự án này cũng là để dự đoán xem cá hồi sẽ tồn tại ở bắc Thái Bình Dương như thế nào khi nước biển nóng lên. Hồi năm 2013, một vùng biển ở Bờ Tây nước Mỹ đã ấm lên bất thường. Hiện tượng này kéo dài khoảng 3 năm ở một khu vực rộng 2.500 km vuông, và được gọi là "vệt màu" (the blob).

Một "vệt màu" khác cũng xuất hiện ở Thái Bình Dương vào năm 2019.

Khi chuỗi thức ăn bị phá vỡ

Trên lý thuyết, chứng minh mối liên hệ giữa nước biển ấm lên và sản lượng cá hồi giảm sút không phải là việc dễ dàng. Cá hồi là loài mà ở trong mỗi giai đoạn của vòng đời, chúng đều phải đối mặt với những kẻ săn mồi khác.

Biến đổi khí hậu làm thay đổi sinh cảnh của các dòng suối, nơi chúng được sinh ra. Việc này không chỉ giới hạn ở thay đổi nhiệt độ nước, mà còn tính đến việc dòng chảy bị thay đổi do hạn hán, cháy rừng làm phá hủy môi trường sống ven bờ, gây bồi lấp các dòng sông.

Thêm vào đó, điều kiện môi trường thay đổi cũng tác động đến các loài phù du, nhuyễn thể, mực và các loài cá khác - là những nguồn thức ăn chủ yếu của cá hồi ngoài đại dương.

Cá hồi cũng là loài máu lạnh, vì vậy sự gia tăng nhiệt độ môi trường kéo theo việc quá trình trao đổi chất bên trong cơ thể chúng cũng được đẩy nhanh. Hiểu đơn giản thì nước biển nóng khiến cho cá hồi phải ăn nhiều hơn, ngay cả những lúc có ít thức ăn.

Ed Farley là một nhà nghiên cứu từ Trung tâm Khoa học Thủy sản Alaska đang làm nhiệm vụ trên tàu Shimada. Ông nói rằng: "Chúng tôi tin rằng sức nóng của nước biển thực sự đã phá vỡ chuỗi thức ăn. Và đó là một trong những lý do khiến chúng ta thấy sản lượng cá hồi giảm mạnh, đặc biệt ở khu vực xung quanh vịnh Alaska sau đợt sóng nhiệt trên biển đầu tiên".

Đây là vấn đề nghiêm trọng với cá hồi hồng và cá hồi chó, hai loài mà theo tập tính chúng sẽ quay lại phía đông nam Alaska - nơi chịu ảnh hưởng của sóng nhiệt.

Tuy nhiên đối với cá hồi đỏ tại Vịnh Bristol, số phận của loài này lại diễn biến theo chiều hướng ngược lại. Hai năm gần đây sản lượng cá hồi đỏ ở khu vực này đều phá kỷ lục, dự kiến vượt 70 triệu con trong năm nay.

Và không ai khác, sự tăng trưởng này cũng được cho là do biến đổi khí hậu.

Cá hồi đỏ ở vịnh Bristol sống trong các hồ nước trong đất liền một thời gian trước khi bơi ra biển, thay vì bơi thẳng lao ra biển như các loài cá hồi khác.

Theo các nhà sinh vật học, nước trong những hồ này nóng lên sẽ giúp tạo ra nhiều thức ăn cho cá hồi đỏ non, giúp chúng có một nền tảng vững chắc hơn khi ra biển lớn.

Sự suy giảm nghiêm trọng gần đây của cá hồi chó ở phía tây Alaska, đặc biệt là những quần thể trên sông Yukon và Kuskokwim, đặt ra một câu hỏi cấp bách mà các nhà khoa học muốn giải đáp.

Ngư dân Alaska cho rằng việc đánh bắt quá mức, bao gồm cá hồi bị bắt bởi các tàu không được phép đánh bắt cá hồi, cũng như sự cạnh tranh từ cá hồi nuôi trong trại nhân giống, là nguyên nhân dẫn đến sự sụt giảm.

Nhà nghiên cứu Alexei Pinchuk trong phòng làm việc của mình trên tàu Shimada. (Ảnh: Washington Post).

Theo nhà nghiên cứu Ed Farley, khu vực nước ấm hơn ở Thái Bình Dương đang từ từ di chuyển lên phía bắc về phía biển Bering. Ông cho rằng hiện tượng này đã tác động đến cá hồi chó, đặc biệt là trong giai đoạn trưởng thành của chúng, và có lẽ là nguyên nhân khiến chúng chết hàng loạt.

"Nếu bạn là một con cá hồi đang trưởng thành, và bạn phải trải qua năm đầu tiên trên biển cả, thì điều bạn mong muốn đó là có đủ thức ăn để phát triển", ông Farley nói.

"Và chúng ta có thể thấy rằng những con cá hồi non này không có đủ chất béo trước mùa đông", nhà nghiên cứu nói thêm.

Các mô hình dự đoán khí hậu cho thấy hiện tượng sóng nhiệt trên biển sẽ xảy ra thường xuyên hơn khi bầu khí quyển và đại dương tiếp tục nóng lên.

Theo ông Farley, sự thay đổi đáng kể trong dân số cá hồi là một dấu hiệu đáng quan ngại, và biến đổi khí hậu "đứng sau phần lớn tỷ lệ tử vong mà chúng ta đang thấy".

"Nếu chúng ta thực sự muốn hiểu về tương lai, chúng ta cần phải hiểu biến đổi khí hậu sẽ tác động như thế nào đến những con cá này", ông Farley nói.

Cập nhật: 15/05/2022 Zing