Mặt trước của Thwaites Glacier là một vách đá lởm chởm, cao chót vót. David Vaughan / Khảo sát Nam Cực của Anh
Bay qua Nam Cực, thật khó để xem tất cả những gì ồn ào đang xảy ra. Giống như một chiếc bánh cưới khổng lồ, lớp tuyết phủ trên đỉnh tảng băng lớn nhất thế giới trông mịn màng và không tỳ vết, đẹp và trắng hoàn hảo. Những xoáy nhỏ của cồn tuyết bao phủ bề mặt.
Nhưng khi bạn đến gần rìa của tảng băng, một cảm giác sức mạnh tiềm ẩn to lớn xuất hiện. Các vết nứt xuất hiện trên bề mặt, đôi khi có tổ chức giống như một tấm ván rửa, và đôi khi là sự hỗn loạn hoàn toàn của các ngọn tháp và đường gờ, để lộ phần lòng kết tinh màu xanh lam nhạt của lớp băng bên dưới.
Khi máy bay bay thấp hơn, quy mô của những vết vỡ này tăng dần đều. Đây không chỉ là những vết nứt, mà còn là những hẻm núi đủ lớn để nuốt chửng một chiếc máy bay phản lực, hoặc tạo nên kích thước của tượng đài. Vách đá và nước mắt, những vết rách trên tấm chăn trắng nổi lên, cho thấy một lực có thể hất tung các khối băng của thành phố xung quanh giống như rất nhiều chiếc xe bị đắm trong một đống. Đó là một khung cảnh vặn vẹo, rách nát, vất vưởng. Cảm giác chuyển động cũng xuất hiện, theo cách mà không phần không có băng nào của Trái đất có thể truyền đạt - toàn bộ cảnh quan đang chuyển động và dường như không hài lòng lắm về điều đó.
Nam Cực là một lục địa bao gồm một số hòn đảo lớn, một trong số đó có kích thước bằng Australia, tất cả đều bị chôn vùi dưới một Lớp băng dày 10,000 foot. Băng giữ đủ nước ngọt để nâng mực nước biển lên gần 200 feet.
Các sông băng của nó luôn chuyển động, nhưng bên dưới lớp băng, những thay đổi đang diễn ra ảnh hưởng sâu sắc về tương lai của tảng băng - và về tương lai của các cộng đồng ven biển trên toàn thế giới.
Phá vỡ, mỏng, tan chảy, sụp đổ
Nam Cực là nơi tôi làm việc. Như một nhà khoa học vùng cực Tôi đã đến thăm hầu hết các khu vực của tảng băng trong hơn 20 chuyến đi đến lục địa, mang theo các cảm biến và trạm thời tiết, đi bộ xuyên sông băng hoặc đo tốc độ, độ dày và cấu trúc của băng.
Hiện tại, tôi là nhà khoa học điều phối của Hoa Kỳ cho một nỗ lực nghiên cứu quốc tế lớn về sông băng rủi ro nhất ở Nam Cực - nhiều hơn nữa về điều đó trong chốc lát. Tôi đã rón rén vượt qua những con đường mòn, cưỡi ngựa cẩn thận trên lớp băng cứng màu xanh đầy gió, và lái xe nhiều ngày qua cảnh quan đơn điệu nhất mà bạn có thể tưởng tượng.
Trong hầu hết các thế kỷ qua, tảng băng đã ổn định, theo như khoa học vùng cực có thể cho biết. Khả năng của chúng tôi theo dõi lượng băng chảy ra mỗi năm và lượng tuyết rơi trên đỉnh, mở rộng trở lại chỉ một vài thập kỷ, nhưng những gì chúng ta thấy là một tảng băng gần như cân bằng gần đây như những năm 1980.
Ngay từ đầu, những thay đổi trong băng diễn ra chậm. Các tảng băng trôi sẽ vỡ ra, nhưng băng được thay thế bằng dòng chảy mới. Tổng lượng tuyết rơi không thay đổi nhiều trong nhiều thế kỷ - điều này chúng tôi biết từ nhìn vào lõi băng - và nói chung, dòng chảy của băng và độ cao của tảng băng dường như không đổi đến mức mục tiêu chính của nghiên cứu băng ban đầu ở Nam Cực là tìm ra một địa điểm, bất kỳ nơi nào, đã thay đổi đáng kể. 66 North qua Unsplash
Bản đồ Nam Cực nhìn từ trên cao, phần lớn là tảng băng, cho thấy vận tốc của dòng băng. Sông băng Thwaites nằm ở bên trái. Xưởng trực quan khoa học của Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA
Nhưng giờ đây, khi không khí và đại dương xung quanh ấm lên, các khu vực của tảng băng ở Nam Cực đã ổn định trong hàng nghìn năm đang phá vỡ, mỏng đi, tan chảyhoặc trong một số trường hợp sụp đổ trong một đống. Khi các mép băng này phản ứng, chúng sẽ gửi một lời nhắc nhở mạnh mẽ: Nếu ngay cả một phần nhỏ của tảng băng hoàn toàn vỡ vụn xuống biển, tác động đối với các bờ biển trên thế giới sẽ rất nghiêm trọng.
Giống như nhiều nhà khoa học địa chất, tôi nghĩ về cách Trái đất trông như thế nào bên dưới phần mà chúng ta có thể nhìn thấy. Đối với Nam Cực, điều đó có nghĩa là nghĩ về cảnh quan bên dưới lớp băng. Lục địa bị chôn vùi trông như thế nào - và nền đá đó định hình tương lai của băng trong một thế giới đang ấm lên như thế nào?
Hình dung thế giới bên dưới lớp băng
Những nỗ lực gần đây để kết hợp dữ liệu từ hàng trăm nghiên cứu trên máy bay và trên mặt đất đã cho chúng tôi một loại bản đồ của lục địa bên dưới lớp băng. Nó cho thấy hai cảnh quan rất khác nhau, bị chia cắt bởi Dãy núi Transantarctic.
Ở Đông Nam Cực, phần gần với Australia, lục địa gồ ghề và hẹp lại, với một số dãy núi nhỏ. Một số trong số này có các thung lũng núi cao, bị cắt bởi các sông băng đầu tiên hình thành trên Nam Cực cách đây 30 triệu năm, khi khí hậu của nó giống với Alberta hoặc Patagonia. Phần lớn đá gốc ở Đông Nam Cực nằm trên mực nước biển. Đây là nơi mà thềm băng Conger quy mô thành phố sụp đổ giữa một đợt nắng nóng dữ dội bất thường vào tháng 3 2022.
Bên dưới lớp băng, các nghiên cứu gần đây đã lập bản đồ nền tảng của Nam Cực và cho thấy phần lớn phía tây nằm dưới mực nước biển. Sơ đồ giường2; Fretwell 2013
Ở Tây Nam Cực, nền móng khác xa, với những phần sâu hơn nhiều. Khu vực này đã từng là đáy đại dương, một khu vực mà lục địa bị kéo dài và bị phá vỡ thành các khối nhỏ hơn với đáy biển sâu ở giữa. Các hòn đảo lớn được tạo thành từ các dãy núi lửa được liên kết với nhau bằng lớp băng dày. Nhưng băng ở đây ấm hơn và di chuyển nhanh hơn.
Cách đây 120,000 năm, khu vực này có lẽ là một đại dương rộng mở - và chắc chắn như vậy trong 2 triệu năm qua. Điều này rất quan trọng vì khí hậu của chúng ta ngày nay nhiệt độ tiếp cận nhanh giống như của vài triệu năm trước.
Việc nhận ra rằng lớp băng ở Tây Nam Cực đã biến mất trong quá khứ là nguyên nhân gây ra mối quan tâm lớn trong kỷ nguyên nóng lên toàn cầu.
Giai đoạn đầu của một khóa tu quy mô lớn
Về phía bờ biển Tây Nam Cực là một vùng băng rộng lớn được gọi là Sông băng Thwaites. Đây là sông băng rộng nhất trên trái đất, với chiều ngang 70 dặm, chảy ra một khu vực rộng gần bằng Idaho.
Truyền hình vệ tinh dữ liệu cho chúng tôi biết rằng nó ở trong giai đoạn đầu của một khóa tu quy mô lớn. Chiều cao của bề mặt đã giảm tới 3 feet mỗi năm. Những vết nứt khổng lồ đã hình thành ở bờ biển và nhiều tảng băng trôi lớn đã trôi dạt vào bờ. Sông băng đang chảy với tốc độ hơn một dặm mỗi năm và tốc độ này đã tăng gần gấp đôi trong ba thập kỷ qua.
Dữ liệu vệ tinh trong hai thập kỷ cho thấy lượng băng mất đi nhanh nhất trong vùng lân cận của Sông băng Thwaites. NASA.
Khu vực này đã sớm được ghi nhận là nơi có băng có thể mất khả năng bám vào nền móng. Khu vực này được gọi là “yếu dưới bụng ”của tảng băng.
Một số phép đo đầu tiên về độ sâu của băng, bằng cách sử dụng phương pháp đo tiếng vang vô tuyến, cho thấy trung tâm của Tây Nam Cực có nền đá sâu tới một dặm rưỡi so với mực nước biển. Vùng ven biển nông hơn, có một vài ngọn núi và một số vùng đất cao hơn; nhưng một khoảng trống rộng giữa các ngọn núi nằm gần bờ biển. Đây là nơi sông băng Thwaites gặp biển.
Mô hình này, với lớp băng sâu hơn chất đống cao gần trung tâm của một tảng băng, và nền tảng nông hơn nhưng vẫn thấp gần bờ biển, là một công thức cho thảm họa - mặc dù một thảm họa diễn biến rất chậm.
Băng chảy dưới sức nặng của chính nó - điều mà chúng ta đã học được trong môn khoa học trái đất ở trường trung học, nhưng hãy suy nghĩ lại ngay bây giờ. Với lớp băng rất cao và rất sâu gần trung tâm Nam Cực, tiềm năng to lớn cho dòng chảy nhanh hơn tồn tại. Bằng cách nông hơn gần các mép, dòng chảy bị kìm hãm - mài mòn lớp đá gốc khi nó cố gắng rời đi, và có một cột băng ngắn hơn ở bờ biển ép nó ra ngoài.
Nước ấm hơn đang phá hoại sông băng như thế nào.
Nếu băng lùi lại đủ xa, mặt trước lùi lại sẽ từ băng "mỏng" - vẫn dày gần 3,000 feet - đến lớp băng dày hơn về phía trung tâm lục địa. Ở rìa rút lui, băng sẽ chảy nhanh hơn, vì bây giờ băng dày hơn. Bằng cách chảy nhanh hơn, sông băng kéo lớp băng phía sau xuống, cho phép nó nổi, gây ra sự rút lui nhiều hơn. Đây là những gì được gọi là một vòng phản hồi tích cực - rút lui dẫn đến băng dày hơn ở phía trước sông băng, làm cho dòng chảy nhanh hơn, dẫn đến rút lui nhiều hơn.
Nước ấm: Cuộc tấn công từ bên dưới
Nhưng khóa tu này sẽ bắt đầu như thế nào? Cho đến gần đây, Thwaites đã không thay đổi nhiều vì nó là bản đồ đầu tiên vào những năm 1940. Ban đầu, các nhà khoa học nghĩ rằng việc rút lui sẽ là kết quả của việc không khí ấm hơn và bề mặt tan chảy. Nhưng nguyên nhân của những thay đổi tại Thwaites được thấy trong dữ liệu vệ tinh không dễ dàng phát hiện ra từ bề mặt.
Bên dưới lớp băngTuy nhiên, tại thời điểm mà tảng băng đầu tiên nhô ra khỏi lục địa và bắt đầu nhô ra ngoài đại dương như một thềm băng nổi, nguyên nhân của sự thoái lui trở nên rõ ràng. Ở đây, nước biển cao hơn điểm nóng chảy là xói mòn cơ sở của băng, xóa nó đi vì một khối nước đá sẽ biến mất trong một cốc nước.
Nước ấm lên đến dưới thềm băng và xói mòn nó từ bên dưới. Scambos và cộng sự 2017
Nước có khả năng làm tan chảy tới 50 đến 100 feet băng mỗi năm ở rìa của tảng băng ở đây. Sự xói mòn này làm cho băng chảy nhanh hơn, đẩy vào thềm băng nổi.
Thềm băng là một trong những lực cản giữ tảng băng trở lại. Nhưng áp lực từ băng trên đất liền là từ từ phá vỡ tảng băng này. Giống như một tấm ván bị vỡ vụn dưới sức nặng quá lớn, nó đang phát triển những vết nứt lớn. Khi nó nhường đường - và lập bản đồ về các vết đứt gãy và tốc độ dòng chảy gợi ý rằng điều này chỉ còn vài năm nữa - nó sẽ là một bước khác cho phép nước đá chảy nhanh hơn, tạo ra vòng phản hồi.
Mực nước biển dâng lên đến 10 feet
Nhìn lại lục địa được bao phủ bởi băng từ trại của chúng tôi năm nay, đó là một cái nhìn tỉnh táo. Một sông băng khổng lồ, chảy về phía bờ biển, và kéo dài từ chân trời này sang chân trời khác, mọc lên giữa dải băng Tây Nam Cực. Có một cảm giác rõ ràng là băng đang đổ xuống bờ biển.
Băng vẫn là băng - nó không di chuyển nhanh như vậy bất kể điều gì đang điều khiển nó; nhưng khu vực khổng lồ được gọi là Tây Nam Cực này có thể sớm bắt đầu sự suy giảm đa trung tâm sẽ làm tăng thêm lên đến 10 feet đến mực nước biển. Trong quá trình này, tốc độ nước biển dâng sẽ tăng lên gấp nhiều lần, đặt ra những thách thức lớn đối với những người có cổ phần ở các thành phố ven biển. Đó là hầu hết tất cả chúng ta.
Giới thiệu về Tác giả
Ted Scambo, Nhà khoa học nghiên cứu cấp cao, CIRES, Đại học Colorado Boulder
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Tương lai chúng ta chọn: Sống sót qua Khủng hoảng Khí hậu
của Christiana Figueres và Tom Rivett-Carnac
Các tác giả, những người đóng vai trò quan trọng trong Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để giải quyết khủng hoảng khí hậu, bao gồm cả hành động cá nhân và tập thể.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Trái đất không thể ở được: Sự sống sau khi ấm lên
của David Wallace-Wells
Cuốn sách này khám phá những hậu quả tiềm tàng của biến đổi khí hậu không được kiểm soát, bao gồm sự tuyệt chủng hàng loạt, khan hiếm thực phẩm và nước, và bất ổn chính trị.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Bộ cho tương lai: Tiểu thuyết
bởi Kim Stanley Robinson
Cuốn tiểu thuyết này tưởng tượng về một thế giới trong tương lai gần đang vật lộn với những tác động của biến đổi khí hậu và đưa ra một tầm nhìn về cách xã hội có thể chuyển đổi để giải quyết khủng hoảng.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Dưới bầu trời trắng: Bản chất của tương lai
của Elizabeth Kolbert
Tác giả khám phá tác động của con người đối với thế giới tự nhiên, bao gồm biến đổi khí hậu và tiềm năng của các giải pháp công nghệ để giải quyết các thách thức môi trường.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Giải ngân: Kế hoạch toàn diện nhất từng được đề xuất để đảo ngược sự nóng lên toàn cầu
Paul Hawken biên tập
Cuốn sách này trình bày một kế hoạch toàn diện để giải quyết biến đổi khí hậu, bao gồm các giải pháp từ nhiều lĩnh vực như năng lượng, nông nghiệp và giao thông vận tải.
