Một Tia Laser Không Gian Cho Thấy Biến Động Nước Biển Sẽ Như Thế Nào

Một tia laser thực sự đang di chuyển 300 dặm trên đầu bạn ngay bây giờ. Được phóng vào năm 2018, vệ tinh ICESat-2 của NASA mang theo một công cụ lidar, loại công nghệ giống như loại công nghệ cho phép ô tô tự lái nhìn thấy trong ba chiều bằng cách phun tia laser xung quanh họ khi chúng cuộn qua đường và phân tích ánh sáng quay trở lại. Nhưng thay vì vẽ bản đồ một con đường, ICESat-2 đo độ cao của bề mặt Trái đất với độ chính xác cực kỳ cao.

Mặc dù tia laser không gian này không gây hại cho bạn, nhưng nó dự báo một thảm họa. Hôm nay trong tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học mô tả cách họ sử dụng dữ liệu lidar mới của ICESat-2 để vẽ bản đồ đất của hành tinh nằm dưới 2 mét so với mực nước biển, làm cho nó dễ bị tác động bởi sự tăng mực nước biển. Kết hợp dữ liệu này với con số dân số, họ tính toán rằng hiện có 267 triệu người sống trong những khu vực có nguy cơ này. Giả sử mực nước biển tăng 1 mét vào năm 2100, họ dự đoán rằng cuối cùng sẽ có 410 triệu người sống trong một khu vực bị ảnh hưởng. Các quốc gia châu Á như Bangladesh và Indonesia đặc biệt dễ bị tổn thương, nhưng Hoa Kỳ và châu Âu cũng sẽ không thiếu các dân số có nguy cơ.

“Chúng tôi tin rằng nếu thế giới muốn giải quyết vấn đề tăng mực nước biển và bảo tồn thiên nhiên ở các khu vực ven biển—điều quan trọng—độ cao phải được biết đến,” như tác giả chính nghiên cứu Aljosja Hooijer, chuyên gia về rủi ro lũ lụt tại Đại học Quốc gia Singapore và Deltares, một viện nghiên cứu ở Hà Lan, nói.

Các ước lượng của bài báo, Hooijer nhấn mạnh, đều là ước lượng thận trọng ở nhiều mức độ. Đầu tiên, họ đã thực hiện điều đó mà không tính đến sự tăng trưởng dân số nổ bom ở các thành phố trên thế giới, do sự không chắc chắn trong việc tính toán nơi mà con người cuối cùng sẽ chuyển đến. Hiện nay, 55% dân số của hành tinh sống trong khu vực đô thị, theo dự đoán của Liên Hợp Quốc sẽ tăng lên 68% vào năm 2050. Nhưng điều này sẽ không diễn ra đồng đều—dân số của một số thành phố cụ thể có thể tăng nhanh hơn so với những nơi khác, hoặc thậm chí giảm.

“Công việc này điền vào một khoảng trống rất lớn mà chúng ta đang có hiện nay,” như Manoochehr Shirzaei, nhà địa lý vật lý của Đại học Arizona State, người nghiên cứu về tăng mực nước biển nhưng không tham gia vào nghiên cứu mới này, nói. Nhà khoa học có các mô hình tốt về sự tăng mực nước biển, Shirzaei thêm, “nhưng khi bạn muốn định lượng rủi ro ngập lụt, bạn cần biết đến độ cao cũng. Và đó là một dạng không biết lớn.”

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã sử dụng radar vệ tinh để vẽ bản đồ độ cao. Nó hoạt động theo cùng một nguyên lý như lidar, chỉ khác là nó phản xạ radar từ mặt đất thay vì laser. “Vấn đề với radar là nó không thể xâm nhập vào thực vật—chỉ một chút,” Hooijer nói. “Nó bị mắc kẹt ở đâu đó giữa tán lá và bề mặt đất, và độ đo độ cao mà bạn nhận được là ở giữa.” Ngược lại, tia laser dễ dàng xâm nhập vào thực vật, mang lại độ đo chính xác hơn. (Bạn có thể đã nghe về cách các nhà khoa học đang sử dụng lidar để nhìn xuyên qua cây cỏ rừng Amazon và vẽ bản đồ các tàn tích cổ đại ẩn sau đó.)

Hooijer phát hiện rằng 72% dân số sẽ đối mặt với nguy cơ ngập lụt sẽ sống ở các vùng nhiệt đới. Châu Á nhiệt đới một mình sẽ chiếm 59% diện tích có nguy cơ, vì khu vực này đặc biệt thấp. “Điều này là vấn đề lớn cho các quốc gia phát triển—cho châu Âu và cho Hoa Kỳ,” Hooijer nói. “Nhưng nếu bạn nhìn vào bản đồ đường, những người sẽ chịu tổn thất nhiều nhất, và có lẽ là sớm nhất, là những người nghèo, hầu hết sống trong các khu vực chưa phát triển. Điều này không nhận được nhiều sự chú ý, đây thực sự là điểm nóng. Và chúng tôi đã bất ngờ trước con số này.”

Còn một vấn đề khác: Ngoài việc phải đối mặt với nước biển xâm lấn bờ biển, một số thành phố còn đang chìm xuống. Sự sụt lún đất là hiện tượng mà đất đai nén chặt lại, thường do lấy nước dưới đất quá mức. Các thành phố ven biển đặc biệt dễ bị chìm xuống do địa chất của chúng, khi trung tâm đô thị thường nổi lên ở nơi các con sông gặp biển. Qua hàng nghìn năm, một con sông sẽ đã lắp đầy từng lớp lớp của đất sét, và thành phố sẽ đã phát triển lên trên đó. Nhưng khi đô thị khai thác nguồn nước dưới đất, lớp đất sét này sụp đổ như một chai nước trống, và thành phố cũng có thể đi theo đó. Càng nhiều trung tâm đô thị phát triển, càng nhiều người cần nước uống, điều này làm tăng tốc độ và mức độ của sự sụt lún.

Mô hình hóa của Hooijer đã tính đến sự sụt lún, nhưng nó sử dụng một tốc độ mất độ cao đồng nhất—nửa centimet mỗi năm—trên khắp thế giới thay vì tính toán tốc độ cho từng bờ biển riêng. Điều này sẽ không khả thi. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu biết rằng một số khu vực đang sụp đổ nhanh chóng hơn nhiều: Ở một số khu vực của Jakarta, ví dụ, đất đang chìm xuống đến 10 inch mỗi năm. Đến năm 2050, 95% phía bắc Jakarta có thể bị ngập, vì độ cao của đất đang giảm đi trong khi mực nước biển đang tăng lên. Vấn đề là quá trình này quá tồi tệ đến nỗi Indonesia đang kế hoạch chuyển thủ đô ra khỏi thành phố này.

Nhưng không phải tất cả các đô thị lớn đều đã thừa nhận với vấn đề sụt lún. “Một số chính phủ không thừa nhận rằng đó là một vấn đề,” Hooijer nói. “Nếu bạn muốn làm cho các nhà làm chính sách tin điều này, bạn phải ở mức bảo thủ một chút. Vì vậy, chúng tôi quyết định chọn một tốc độ sụt lún đồng nhất.”

Mô hình hóa mới này cũng làm thận trọng khi xem xét sự tăng mực nước biển nhưng không tính đến cơn lốc biển, đó là sự tăng đột ngột của mực nước biển trong khi có cơn bão hoặc cơn bão nhiệt đới. Các cơn lốc mạnh hơn sẽ đẩy nước vào bờ biển ngày càng nhiều. Mặc dù những cơn sóng tạm thời này không phải là loại đe dọa nghiêm trọng và kéo dài như sự tăng mực nước biển có thể vượt qua một trung tâm đô thị, “một cơn lốc lớn có thể xảy ra ngay mai, gây tác động tàn phá đối với cộng đồng, nhưng cũng kích thích các biện pháp can thiệp của chính phủ,” nhà khoa học khí hậu Jeroen Aerts của Đại học Vrije Amsterdam viết trong một email gửi đến Mytour. “Một thách thức lớn là đảm bảo rằng những ‘can thiệp ngắn hạn’ sau các thảm họa lớn—Các cơn bão Katrina, Sandy, Harvey, vv.—phù hợp với chiến lược lập kế hoạch dài hạn để dự đoán sự tăng mực nước biển. Thật không may, góc nhìn dài hạn này thường bị thiếu.” (Aerts nghiên cứu về sự tăng mực nước biển nhưng không tham gia vào công việc mới này.)

Dữ liệu mới này nhằm cung cấp cái nhìn đó. Nhưng một điểm yếu, theo Shirzaei của Đại học Arizona State, là với độ phân giải 5 kilômét (khoảng 3 dặm), dữ liệu thu thập từ quỹ đạo khá thô so với những gì bạn sẽ nhận được từ lidar được thực hiện từ một máy bay hoặc máy bay không người lái. “Những dữ liệu lidar này có độ phân giải 5 hoặc 10 centimet,” Shirzaei nói. “Chất lượng thực sự là tuyệt vời.”

Nhưng hai nguồn dữ liệu này có thể hoạt động cùng nhau, Shirzaei nói. Bạn có thể sử dụng lidar vệ tinh để xác định các khu vực đặc biệt dễ tổn thương—theo nghiên cứu này, những nơi như Bangladesh và Indonesia—sau đó triển khai một máy bay để ánh xạ bờ biển chi tiết hơn.

Loại dữ liệu này có thể cho thấy những khu vực ven biển nào có thể được củng cố an toàn trước triều cường, và những nơi nào hiện tại quá nguy hiểm để cư trú. Ví dụ, Texas đang xem xét xây dựng một bức tường 26 tỷ đô la để ngăn chặn biển gần Houston. Ở những nơi khác, có thể là lựa chọn tốt hơn là nâng cao cấu trúc để thích ứng với sự tăng mực nước biển, Shirzaei thêm.

Nhưng đôi khi, một giải pháp kỹ thuật chỉ không khả thi. “Một số chiến lược thích ứng có thể là chúng ta chỉ di chuyển cộng đồng toàn bộ, vì một lý do nào đó chúng ta không thể bảo vệ họ bằng cấu trúc tại chỗ như các bức tường biển,” Shirzaei nói. Điều này được biết đến là rút lui quản lý, và nó đã xảy ra ở một số thành phố. San Francisco, ví dụ, đang từ bỏ một phần của con đường bờ biển bằng cách thay thế hai làn đường bằng một con đường để đất có thể giữ nước biển dâng lên tốt hơn.

Bây giờ, tia laser vũ trụ quay quanh của NASA có thể giúp những người làm chính sách đưa ra quyết định thông tin về việc ở lại hay rời đi có an toàn hơn.

Những điều tuyệt vời khác từ Mytour

• 📩 Cập nhật mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi!
• Trận chiến giữa mỏ lithium và hoa dại
• Không, vaccine Covid-19 sẽ không khiến bạn từ trái đất. Dưới đây là lý do
• Chiến dịch của DuckDuckGo chứng minh rằng quyền riêng tư trực tuyến là có thể
• Làn sóng mới của các ứng dụng hẹn hò lấy cảm hứng từ TikTok và Gen Z
• Những ứng dụng di động yêu thích của bạn cũng có thể chạy trên trình duyệt web
• 👁️ Khám phá AI như chưa bao giờ có với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• 🎮 Mytour Games: Nhận những mẹo mới nhất, đánh giá và nhiều hơn nữa
• 🏃🏽‍♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để trở nên khỏe mạnh? Kiểm tra lựa chọn của đội ngũ Gear chúng tôi cho những chiếc đồ theo dõi sức khỏe, trang thiết bị chạy bộ (bao gồm giày và tất), và tai nghe tốt nhất