Băng Núi Đại Dương Đang Trở Nên Bất Ổn Trên Cả Trên Và Dưới Nước

Trong vài năm qua, các nhà khoa học đã lo lắng về sự rút lui và sụp đổ sau này của Thwaites Glacier, một tấm tắc có diện tích bằng Florida giữ lại bảng băng ở phía Tây Nam từ Đại Dương Nam. Nếu Thwaites sụp đổ, thảm họa có thể làm tăng mực nước biển toàn cầu lên hơn hai feet chỉ riêng nó, hoặc tăng lên tám feet nếu kết hợp với việc băng từ các dãy núi lân cận tan chảy, theo ước tính của NASA.

Lo ngại này đã thúc đẩy sự nỗ lực lớn từ các đội nghiên cứu quốc tế để hiểu rõ về tình hình ở Thwaites và Pine Island Glacier gần đó. Một nhóm nghiên cứu từ Hoa Kỳ và Vương Quốc Anh đã tận dụng một kỳ nghỉ yên bình bất thường tại Antarctica vào tháng 1 năm 2019 để khám phá hai dãy núi đá và biển gần đó với tàu, tàu ngầm không người lái và máy bay để tìm hiểu về tình hình của băng và tốc độ tan chảy. Những kết quả khoa học ban đầu của cuộc thám hiểm này, là một phần của dự án năm $50 triệu gọi là Hợp tác Băng Núi Thwaites Quốc tế, đang được công bố, và kết quả làm lo lắng. Các nhà nghiên cứu vận hành thiết bị sonar đặc biệt trên tàu đã phát hiện ra một loạt các kênh rộng 25 dặm trên đáy biển đưa nước ấm đến đáy Thwaites và Pine Island Glaciers. Khi dòng chảy ấm này gặp nơi băng nằm trên cạnh của lục địa Antarctica—được biết đến là đường nối băng—băng dưới tảng băng tan chảy và cả tảng băng trở nên trơn tru hơn. Hãy tưởng tượng một viên đá đáng trên bàn tự trượt qua bởi nước chảy do nó tự tan.

Nhà Địa vật lý Biển Kelly Hogan của Bảo tàng Nghiên cứu Nam Cực Anh đã vẽ bản đồ đáy biển trước các dãy núi đá. Trong hai tháng vào mùa đông năm 2019, Hogan là một phần của cuộc thám hiểm chung Mỹ-Anh đến khu vực, một chuyến đi bắt đầu tại Punta Arenas, Chile. Sau một hành trình qua biển 5 ngày đến Antarctica trên tàu nghiên cứu của Mỹ Nathaniel B. Palmer, Hogan đến nơi nghiên cứu Thwaites và thấy mình đứng trước một bức tường băng khổng lồ. “Chúng tôi tiếp cận Thwaites vào buổi tối,” Hogan kể lại. “Trời tối và sương mù. Tôi đến tàu lái và khi chúng tôi nói chuyện, một vách đá 25 mét hiện ra khỏi bóng tối.”

Trong vòng hai tháng tiếp theo, các nhà khoa học đi qua vịnh rộng 80 dặm trước tảng băng theo mô hình qua lại được biết đến là “cắt cỏ.” Các nghiên cứu sử dụng một hệ thống multibeam echosounder được gắn dưới tàu để thu thập hình ảnh sonar của đáy biển, được ghép thành bản đồ 3D. Cùng nhau, chúng đã tiết lộ các kênh đáy biển khổng lồ đưa nước ấm đến đáy tảng băng.

“Chúng quan trọng vì Thwaites dễ thay đổi nhanh chóng dưới tác động của biến đổi khí hậu,” Hogan nói. “Một trong những nguyên nhân là nước ấm lan vào phần nổi của băng và làm tăng quá trình tan chảy. Thực tế là chúng ta có những kênh đáy biển lớn đi từ đáy lên gần tảng băng—bởi vì chúng sâu và lớn hơn, bạn sẽ có thêm nước ấm và tăng khả năng tan chảy.”

Nhóm Mỹ/Anh đã công bố hai bài báo khoa học tuần trước từ cuộc thám hiểm năm 2019. Một trong số đó, do Hogan viết trong tạp chí Cryosphere, mô tả bản đồ mới của đáy biển tại Thwaites bằng các đọc sonar dưới tàu. Bài báo thứ hai chứa dữ liệu mới từ một nhóm khác bay qua tảng băng trong máy bay Twin Otter với radar xuyên tảng có thể nhìn xuyên qua băng. Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng thiết bị đặc biệt để phát hiện sự thay đổi về trọng lực trong tảng băng, đã tiết lộ mật độ của tảng đá dưới lớp băng.

Ekip bay qua cả tảng băng và vịnh nơi Thwaites gặp Đại Dương, theo David Porter, một nhà khoa học liên kết tại Trạm Quan sát Trái Đất Lamont Doherty của Đại học Columbia và là tác giả của nghiên cứu thứ hai, cũng được công bố trong tạp chí Cryosphere. Cả hai đội chia sẻ bộ dữ liệu từ máy bay và tàu. “Chúng tôi sử dụng đo lường thay đổi về trọng lực để tạo bản đồ mới của tảng băng và hình dạng đáy biển,” Porter nói. “Kết hợp với bathymetry đáy biển, dữ liệu đã tiết lộ hình dạng của đáy biển và có các đường lối sâu để cho phép nước ấm di chuyển vào bờ, qua kệ lục địa và tiếp xúc với băng.”

Những kênh đáy biển này sâu đến 3.280 feet và rộng từ 12 đến 25 dặm, theo Porter. “Đó là một lý do Thwaites đang thay đổi,” ông nói.

Các nhà khoa học cho biết Thwaites và các dãy núi băng khác không có khả năng sụp đổ trong thế kỷ tới; chúng đơn giản là quá lớn để thất bại ngay bây giờ. Đồng thời, họ đang thấy những dấu hiệu lo lắng về việc tan chảy tăng lên có thể gây ra sự tăng chậm của mực nước biển trên toàn cầu. Một trong những câu hỏi lớn là tốc độ của quá trình tan chảy, và liệu nó có đạt đến một điểm nào đó không thể đảo ngược được nếu xã hội có thể kiểm soát lượng khí thải carbon và làm chậm biến đổi khí hậu một cách nào đó.

“Kệ băng đang trở nên yếu đuối,” Stef Lhermitte, giáo sư trợ giảng về địa vật học và cảm biến từ xa tại Đại học Kỹ thuật Delft ở Hà Lan, nói. “Kệ băng làm chậm lại dòng chảy phía sau. Khi bạn mất kệ băng, các dãy núi băng được tự do chảy và đổ băng vào đại dương.”

Lhermitte dẫn đầu một nghiên cứu riêng về Thwaites và Pine Island Glaciers với một nhóm các nhà khoa học Hà Lan, Pháp và Mỹ, họ sử dụng một bộ dữ liệu hình ảnh vệ tinh kéo dài 21 năm để tiết lộ các dấu hiệu đầu tiên về sự yếu đuối cấu trúc—những kẽ nứt và rạn mở trong tảng băng có thể là dấu hiệu của sự phân rã trong tương lai. Kết quả của họ cho thấy tổn thương tạo ra một vòng lặp phản hồi tích cực kích thích thêm tổn thương và dòng chảy băng nhanh hơn.

Nghiên cứu này, được công bố hôm nay trong Hội nghị Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, kết luận rằng việc hiểu cách tảng băng nứt khi di chuyển qua tảng đá cơ bản là quan trọng để hiểu khi nào sự sụp đổ này có thể xảy ra. Ngoài việc xác định các điểm yếu trong dãy núi băng, Lhermitte và đồng nghiệp đã tạo ra một mô hình máy tính để dự đoán làm thế nào sự nứt và uốn cong có thể ảnh hưởng đến các dãy núi băng Antarctic khác trong tương lai.

Lhermitte cho biết mục tiêu của mô hình này không phải là dự đoán ngày chính xác khi Thwaites sẽ sụp đổ. Điều này gần như không thể hiện tại, vì có quá nhiều yếu tố không biết khác nhau để xem xét, như tốc độ biến đổi khí hậu đang làm ấm cả không khí và nước xung quanh các dãy núi băng, cũng như sự chuyển động của dòng dương lên quanh Antarctica. (Một nghiên cứu năm 2014 được công bố trong tạp chí Science bởi các nhà khoa học Đại học Washington sử dụng dữ liệu vệ tinh và mô hình số để dự đoán rằng Bảng Băng Nam Cực, bao gồm Thwaites, có thể sụp đổ trong 200 đến 1.000 năm.)

Thay vào đó, mô hình của Lhermitte là một cố gắng tích hợp tổn thương tảng băng vào các mô hình khí hậu toàn cầu tương tự dự đoán cả mực nước biển tăng và tương lai của các dãy núi băng Antarctica. “Hiểu biết về việc tảng băng này sẽ thay đổi như thế nào và nhanh chóng đến đâu vẫn chưa biết,” Lhermitte nói. “Chúng ta không biết tất cả các quá trình. Những gì chúng tôi đã làm với nghiên cứu này là nhìn vào tổn thương này, sự chia rẽ của những tảng băng này, và đóng góp tiềm năng của chúng vào sự tăng mực nước biển.”

Dự đoán chuyển động băng núi là khó khăn vì băng cư xử như cả một chất rắn và một chất lỏng, theo giáo sư địa vật học Richard Alley của Đại học Penn State, người không liên quan đến bất kỳ nghiên cứu nào trong số này. Alley nói rằng nghiên cứu về cách dãy núi băng nút là mới và quan trọng vì nó cung cấp thêm hiểu biết về tốc độ chúng có thể sụp đổ. Trong một email gửi tới Mytour, Alley so sánh khoa học nghiên cứu cách dãy núi băng Antarctic di chuyển với quá trình kỹ thuật cầu đường.

“Bạn KHÔNG muốn cây cầu của bạn bị hỏng, và bạn KHÔNG muốn cần phải dự đoán chính xác điều kiện sẽ khiến nó hỏng, vì vậy bạn thiết kế với một lựa chọn an toàn lớn. Chúng ta không thể ‘thiết kế’ Thwaites, vì vậy chúng ta đối mặt với những không chắc chắn lớn này. Việc định lượng một phần của đó là quan trọng, mặc dù nhớ rằng đây vẫn là cơ học nứt, và nó vẫn có thể làm cho chúng ta ngạc nhiên, một cách hoặc khác,” Alley viết.

Lhermitte nghĩ rằng kết quả nghiên cứu của ông có nghĩa là các dãy núi băng Antarctic cần được theo dõi chặt chẽ trong những năm tới để phát hiện bất kỳ dấu hiệu nhanh chóng thay đổi nào có thể dẫn đến một thảm họa môi trường. “Chúng là những người khổng lồ ngủ này,” Lhermitte nói về các dãy núi băng Thwaites và Pine Island. “Chúng ta bắt đầu tò mò liệu chúng sẽ tiếp tục ngủ hay thức dậy với hậu quả lớn, với sự tăng mực nước biển.”

Thêm Nhiều Bài Viết Tuyệt Vời từ Mytour

• 📩 Muốn cập nhật tin tức về công nghệ, khoa học và hơn thế nữa? Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!
• Làm thế nào để thoát khỏi một núi lửa đang phun trào
• Quá nhiều podcast trong hàng đợi của bạn? Hãy để chúng tôi giúp bạn
• Sự săn đuổi nổi giận của kẻ đánh bom MAGA
• Quần jean xanh yêu quý của bạn đang làm ô nhiễm đại dương—rất lớn
• 44 feet vuông: Một câu chuyện trinh thám mở cửa trường học
• ✨ Tối ưu hóa cuộc sống tại nhà của bạn với những lựa chọn tốt nhất từ đội ngũ Gear của chúng tôi, từ robot hút bụi đến đệm giá cả phải chăng đến loa thông minh