Khoa học và vũ trụ
Bạn sẽ không bao giờ quên khoảnh khắc đầu tiên khi nhìn thấy một tảng băng trôi. Tầm nhìn từ một con tàu trên biển là một hình ảnh không gian hai chiều và nhìn thấy một tảng băng trôi với đầy đủ cả ba chiều xuất hiện trên đại dương thực sự là ấn tượng. Nhưng thật ra tảng băng đầu tiên mà bạn nhìn thấy được có khả năng là rất nhỏ. Hầu hết các tảng băng có thể trôi từ Nam Cực xa về phía bắc — đến những nơi mà nó có thể gây nguy hiểm cho các con tàu — đôi khi đã rất nhiều tuổi và có thể đang ở giai đoạn cuối của vòng đời. Nó là những mảnh vỡ nhỏ tách ra từ châu lục Nam Cực.
Tảng băng ở Greenland (Nguồn: Shuttertock)
Tuy nhiên cứ sau một giai đoạn thời gian thì sẽ có một khối băng khổng lồ nứt ra từ rìa Nam Cực và trôi dạt đi. Những tảng băng này có chiều dài hàng chục kilomet, có thể cao như một tòa tháp 100 mét trên mực nước biển và có thể sâu đến vài trăm mét dưới mặt nước. Chúng được gọi là những núi băng trôi. Mặc dù con người ít khi nhìn thấy một tảng băng lớn như vậy nhưng đó chỉ là một phần trong chu kỳ băng đá bình thường ở Nam Cực.
Một tảng băng trôi bị mắc kẹt trong lớp biển đóng băng mỏng. Mark Brandon, CC BY-NC-SA
Mọi người đều biết rằng Nam Cực là một lục địa được bao phủ bởi băng, nhưng băng đá ở đây không phải là một khối bất di bất dịch. Đối với các nhà khoa học đó là một môi trường động, nhưng sự vận động diễn ra trong thời gian hết sức chậm. Tuyết rơi trên lục địa Nam Cực qua thời gian hình thành nên những lớp băng đá đổ dần về phía bờ biển, tạo thành những ‘dòng sông băng’. Khi đến biển, các dòng sông băng này bị đứt gãy và giải phóng các tảng băng trôi hoặc hình thành các vùng băng trôi lớn được biết đến như là những thềm băng. Ở một vài nơi đặc biệt, các sông băng có thể lấn ra đại dương đến hàng chục kilomet, tạo thành những ngón tay băng (lưỡi sông băng) khổng lồ dày vài trăm mét chỉ ra biển.
Giống như một bức bình phong, những ngón tay băng này sẽ chắn gió, do đó đại dương tại Nam Cực không hoàn toàn bị bao phủ bởi băng trôi trên biển mà vẫn có những vùng nước mở (không có băng trên bề mặt) có thể tồn tại quanh năm, gọi là các hố băng (polynya). Đại dương vẫn luôn đóng băng, nhưng băng đá liên tục bị các luồng gió một chiều đẩy dạt đi. Vùng nước mở tồn tại suốt mùa đông là môi trường sống của hải cẩu và chim cánh cụt, và kích thích sản sinh các loại thực vật phù du.
Theo dõi các tảng băng lớn
Một bài báo nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Communications của nhóm nghiên cứu người Pháp làm việc ở Nam Cực đã quan sát lịch sử hố băng được sông băng Mertz chắn gió trong vòng 250 năm trở lại đây. Sông băng này hình thành một trong những ngón tay băng vươn dài ra khỏi lục địa và hố băng của nó có thể có diện tích đến 6.000 km vuông (khoảng 4.000 dặm vuông).
Lưỡi sông băng (màu xanh) vào mùa hè và mùa đông. Hố băng (polynya) được tô màu vàng.
Họ đã lấy một mẩu trầm tích quan trọng từ đáy biển của hố băng (ngôi sao màu đỏ trong hình ảnh trên) và xem xét lại quá trình hình thành bằng cách sử dụng các proxy (nhân tố phản ánh khí hậu), ví dụ như thành phần titan. Thành phần titan có thể được xem là một proxy phản ánh khối lượng trầm tích có nguồn gốc từ đất liền.
Các proxy cho chúng ta biết loài sinh vật phù du nào thống trị khu vực này trong một khoảng thời gian cụ thể: nếu trong thành phần trầm tích đa phần là những loài sống trong vùng nước mở thì họ có thể suy luận được rằng hố băng đã từng tồn tại và do đó sông băng Mertz có một cái lưỡi dài mở rộng về phía bắc (được gọi là Lưỡi sông băng Mertz). Nếu thành phần trầm tích có nhiều loài sống trong băng hơn thì các hố băng và lưỡi sông băng đã biến mất. Đây là một phương pháp tiếp cận khá hay để nghiên cứu về dòng chảy của sông băng.
Một tảng băng khổng lồ (bên phải) đang trôi dạt từ từ về phía Lưỡi sông băng Mertz (Neil Young/Australian Antartic Division)
Họ phát hiện là cứ mỗi 70 năm hoặc hơn, hố băng của sông băng Mertz lại biến mất trong hàng chục năm. Bởi vì sông băng Mertz nhích ra thêm 1 km (khoảng một nửa dặm) mỗi năm, điều này có nghĩa là một tảng băng siêu lớn, dài hàng chục km thường xuyên hình thành trong khu vực này và va vào lưỡi sông băng Mertz.
Ngày nay chúng ta có thể thấy quá trình này xảy ra theo thời gian thực, thông qua hình ảnh vệ tinh và trong tháng 2 năm 2010, một tảng băng có chứa gần 900 tỷ tấn nước đã được giải phóng.
Điều gì xảy ra tiếp theo?
Có lẽ bạn nghĩ rằng nó sẽ trôi dạt về phía bắc rời bỏ lục địa Nam Cực, nhưng tảng băng lớn như thế này không thể có một lộ trình dễ dàng. Nó sẽ va chạm và dội xuống những khu vực có đáy biển tương đối nông và quét sạch tất cả mọi thứ trên đường đi. Hầu hết mọi người đều biết các tàu vét cá bằng lưới gây hại cho đáy biển; vậy hãy thử tưởng tượng hậu quả thiệt hại của 900 tỷ tấn băng đá càn quét đáy biển sẽ là như thế nào.
Tảng băng B09B va chạm với Lưỡi sông băng Mertz, khiến nó bị gãy và tạo thành một tảng băng mới. (Ảnh NASA / Goddard / Jeff Schmaltz)
Những tảng băng rất lớn được đánh mã số nhận dạng. Tảng băng này là C28 vì nó là tảng băng lớn thứ 28 từ khu vực này của Nam Cực. Phải mất hai tháng để C28 tiếp cận với nước sâu trước khi nó vỡ thành hai mảnh (số hiệu là C28A và C28B nếu bạn thắc mắc), cả hai tảng vẫn còn rất lớn, và sẽ sinh ra những tảng băng nhỏ hơn khi nó bị vỡ vụn thành nhiều phần nhỏ hơn nữa trong vài năm tới.
Khi vẫn còn gần bờ các tảng băng khổng lồ này báo hiệu tin xấu đối với loài chim cánh cụt vì chúng phải đi xa hơn nữa, vòng quanh tảng băng, để tìm đến vùng nước mở và thức ăn của chúng. Những con chim cánh cụt con lớn lên gần một tảng băng trôi khổng lồ có thể bị chết đói và một số nơi cư trú có thể đã không còn thích hợp.
Cuộc sống của loài chim cánh cụt cũng có thể tệ đi. David Stanley, CC BY
Trong qua trình trôi nổi, những tảng băng trôi khổng lồ tạo ra môi trường sống của nó, làm mát các vùng biển và làm sạch các vùng nước, và cũng bổ sung sắt vào đại dương. Nó giúp sản sinh thêm nhiều tảo và sinh vật phù du làm thức ăn cho các loài sinh vật biển ở những nơi xa xôi như Nam Georgia, nơi những tảng băng bị mắc cạn và tan chảy .
Trong khoảng 50 năm qua hoặc hơn, chu kỳ phát triển và tan rã của sông băng Mertz đã bị phá vỡ. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng điều này là do sự thay đổi trên quy mô lớn của các luồng gió lưu thông trên Nam Cực, còn gọi là Southern Annular Mode (SAM). Các nghiên cứu khác đã cho chúng ta thấy sự thay đổi của SAM trong nhiều thập kỷ gần đây có liên quan đến hoạt động của con người. Có vẻ như ngay cả ở Nam Cực, chúng ta vẫn có thể tìm thấy những tác động của con người lên các quá trình khí hậu vốn đã hoạt động trong hàng ngàn năm.
Mark Brandon là một phó giáo sư thuộc khoa hải dương học địa cực tại The Open University. Bài viết này đã được công bố trước đây trên The Conversation.com .
Theo Vietdaikynguyen