Một Robot Gặp Nhiều Rắc Rối Dưới Tảng Băng Ngày Tận Thế

Robot Icefin được thiết kế để đi đến những nơi mà con người không thể, lướt sóng au sâu dưới lớp băng dày 2.000 feet của vùng biển nam cực. Được hạ xuống qua một lỗ khoan bằng nước nóng, chiếc máy hình quả cầu có thể đo và—điều đáng chú ý nhất—quay video về phần dưới đáy yếu đuối của Thwaites Glacier. Khối băng này có kích thước bằng bang Florida cũng được biết đến với cái tên là Doomsday Glacier, và có lý do chính đáng: Nó đang giảm sút nhanh chóng, và nếu nó sụp đổ, mực nước biển toàn cầu có thể tăng hơn một foot. Nó cũng có thể kéo theo các tảng băng xung quanh khi chết, điều này có thể làm tăng thêm 10 feet vào mực nước biển nổi lên.

Trong một cặp bài báo được xuất bản trong tạp chí Nature ngày hôm nay, các nhà khoa học mô tả những gì mà Icefin và các công cụ khác đã phát hiện dưới tảng băng đó. Đơn giản là: rắc rối. Mô hình về mức tăng mực nước biển trong tương lai đặc trưng cho phần Thwaites đang nổi trên biển—còn được biết đến là tảng băng—có dạng dưới phẳng đơn giản, nhưng robot lại phát hiện ra rằng 10% trong số đó phức tạp hơn nhiều. Có những bậc thang, chẳng hạn, là các bức tường dọc cao hơn 30 feet nơi quá trình tan chảy diễn ra nhanh chóng hơn so với các khu vực phẳng. Phần nhỏ đó đang “đóng góp 25% cho quá trình tan chảy mà chúng ta thấy,” theo lời của Britney Schmidt, một nhà khoa học Trái đất và hành tinh tại Đại học Cornell, người dẫn dắt dự án Icefin. (Bà là tác giả chính của một trong những bài báo và cộng tác giả khác.) “Vì vậy, nó có ảnh hưởng thực sự lớn lao.”

Khi những đặc điểm đó tan chảy, chúng có thể đang gửi những cú sốc qua hệ thống. “Điều chúng ta biết về Thwaites là nó đang rơi rụng,” Schmidt nói. “Chúng ta đã theo dõi nó trong vòng 30 năm qua, theo dõi các khe nứt và vực nứt lan rộng trên toàn hệ thống và làm cho toàn bộ tảng băng trở nên bất ổn. Và điều chúng tôi đang cho thấy ở đây là cách mà đại dương thâm nhập vào những điểm yếu này, và một cách nào đó làm cho tình hình trở nên tồi tệ hơn.”

Để triển khai Icefin và các công cụ khác, Schmidt và đồng nghiệp đã khoan sâu gần điểm neo tuyến của tảng băng, điểm mà băng nổi lên khỏi lục địa Nam Cực và bắt đầu nổi trên biển. Nguy cơ tan chảy của Thwaites không phải là do nhiệt độ khí quyển tăng lên phía trên, mà là do nhiệt độ đại dương tăng lên phía dưới. Đường neo của nó đã rút lui 10 dặm vào đất liền kể từ cuối những năm 1990, điều này có nghĩa là bây giờ nhiều hơn là băng của tảng băng tiếp xúc với nước mặn ấm. Một hiện tượng được biết đến là bơi cùng thuỷ triều cũng không giúp ích gì: Băng nổi lên khi thuỷ triều lên, cho phép nước chảy dưới. 

Các nhà khoa học có ước lượng tốt về nơi đường neo rút lui, nhờ vào vệ tinh theo dõi những biến đổi nhỏ trong độ cao của băng. Nhưng họ chưa có cái nhìn rõ về cái bụng của tảng băng ở đường neo, vì nó nằm dưới hàng nghìn feet băng. “Những dữ liệu này thực sự thú vị vì chúng ta đang nhìn vào một hệ thống ẩn,” Christine Dow, nhà nghiên cứu về băng của Đại học Waterloo, người nghiên cứu về tảng băng Nam Cực mà không tham gia vào nghiên cứu, nói. 

Với Icefin, nhà nghiên cứu có thể điều khiển từ xa một máy quay trong khi đo lường độ mặn, nhiệt độ và nồng độ oxy của nước. “Chúng tôi nhận thấy rằng cơ sở băng chính nó rất phức tạp về topography, vì vậy có rất nhiều cầu thang, bậc thang, khe nứt và vực nứt,” Peter Davis, nhà đại dương học lý tưởng của Viện nghiên cứu Nam Cực Anh, tác giả chính của một trong những bài báo và cộng tác giả khác, nói. “Tốc độ tan chảy trên các bề mặt khác nhau rất khác nhau.”

Đặt một cách khác: Phía dưới của Thwaites có thể nhạy cảm hơn nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ. “Điều nó cho chúng ta thấy là, có lẽ, dễ dàng hơn để làm cho những hệ thống này mất cân bằng ban đầu,” Davis nói. “Trong quá khứ, chúng ta đã liên kết việc rút lui nhanh chóng với sự tan chảy nhanh chóng. Và tôi nghĩ những kết quả đang cho chúng ta thấy là bạn không cần phải có sự tan chảy nhanh chóng để thúc đẩy quá trình rút lui. Những gì bạn cần, tuy nhiên, là một sự thay đổi trong sự tan chảy. Vì vậy, bạn cần có điều gì đó làm thay đổi hệ thống khỏi sự cân bằng.”

Điều này đặc biệt lo lắng vì nó có nghĩa là sự rút lui của đường đất chắc chắn không thể được giải thích bằng cách giả định về tốc độ tan chảy cơ bản cao vút, theo Alexander Robel, trưởng Nhóm Băng và Khí hậu tại Đại học Georgia Tech, người không tham gia vào những bài báo mới. Và những yếu tố khác có thể gây ra sự tan chảy tiếp theo. “Nếu nhiệt độ biển hoặc dòng chảy biển thay đổi trong tương lai,” Robel nói, “chúng ta có thể có tốc độ tan chảy cơ bản cao vút hơn, dẫn đến tốc độ rút lui của đường đất chắc chắn nhanh hơn.”

Hiểu rõ hơn về cách Thwaites đang sụp đổ là quan trọng để dự đoán tốc độ nó sẽ đóng góp vào mức biển tăng. Thông thường, dự báo dựa trên các mô hình đơn giản biểu thị phía dưới của tảng băng như là phẳng hoặc dốc—một phần vì các công cụ như Icefin chỉ mới bắt đầu đặc tính chúng chi tiết, một phần là do sức mạnh tính toán cần thiết để phân tích sự phức tạp này trên diện rộng. 

Nhưng những đặc điểm phức tạp mà Icefin đã khám phá có thể là quan trọng để mô phỏng tảng băng chi tiết hơn. “Đây là một khu vực chủ chốt đối với sự ổn định của châu Nam Cực,” Dow nói. “Bất kỳ dữ liệu nào chúng ta đang nhận được từ đó sẽ là vô cùng quý giá để cố gắng đoán xem hệ thống đó sẽ làm gì trong tương lai.”