Con bê Taken Glacier phía trước. Esmee van Wijk / CSIRO

Nam Cực đã cảm nhận được sức nóng của biến đổi khí hậu, với tan chảy nhanh chóng và rút lui của sông băng trong những thập kỷ gần đây.

Mất khối lượng băng từ Nam Cực và Greenland đóng góp khoảng 20% vào tỷ lệ hiện tại của mực nước biển dâng toàn cầu. Mất băng này là dự kiến ​​sẽ tăng trong thế kỷ tới.

Một bài báo gần đây về Cuộc trò chuyện đã đưa ra khái niệm vềđiểm tới hạnNghiêng: ngưỡng trong hệ thống khí hậu, một khi bị vi phạm, dẫn đến thay đổi đáng kể và không thể đảo ngược.

Một điểm bùng phát khí hậu như vậy có thể xảy ra do sự suy giảm ngày càng nhanh chóng của các dải băng ở Nam Cực, dẫn đến mực nước biển tăng nhanh. Nhưng ngưỡng này là gì? Và khi nào chúng ta sẽ đạt được nó?

Điểm tới hạn trông như thế nào?

Dải băng ở Nam Cực là một khối băng lớn, dày tới 4 km ở một số nơi, và được đặt trên nền tảng đá gốc. Băng thường chảy từ bên trong lục địa về phía lề, tăng tốc khi nó đi.

Khi dải băng gặp đại dương, những phần lớn băng được kết nối - kệ băng - bắt đầu nổi. Chúng cuối cùng tan chảy từ căn cứ hoặc bê ra như tảng băng trôi. Toàn bộ tấm được bổ sung bằng cách tích lũy tuyết rơi.

Kệ băng nổi hoạt động như một nút chai trong chai rượu, làm chậm dải băng khi nó chảy về phía đại dương. Nếu các kệ băng được gỡ bỏ khỏi hệ thống, khối băng sẽ nhanh chóng tăng tốc về phía đại dương, mang lại sự mất mát về khối lượng băng hơn nữa.

Một điểm bùng phát xảy ra nếu mất quá nhiều thềm băng. Ở một số sông băng, điều này có thể châm ngòi cho sự rút lui không thể đảo ngược.

Điểm bùng phát ở đâu?

Một cách để xác định điểm bùng phát liên quan đến việc tìm hiểu xem Nam Cực có thể mất bao nhiêu băng, và từ đâu, mà không thay đổi đáng kể dòng chảy băng nói chung.

Một nghiên cứu gần đây cho thấy 13.4% băng thềm Nam Cực - phân bố theo vùng trên khắp lục địa - không đóng vai trò tích cực trong dòng chảy băng. Nhưng nếu dải an toàn này bị xóa bỏ, thì nó sẽ bị tăng tốc đáng kể.

Kệ băng ở Nam Cực đã được pha loãng với tốc độ tổng thể khoảng 300 km mỗi năm giữa 2003 và 2012 và được dự đoán sẽ còn mỏng hơn nữa trong thế kỷ 21st. Sự pha loãng này sẽ di chuyển các thềm băng ở Nam Cực về phía điểm tới hạn, nơi mà sự sụp đổ không thể đảo ngược của thềm băng và tăng mực nước biển có thể xảy ra.

Làm thế nào để chúng ta dự đoán khi nào nó sẽ xảy ra?

Một số khu vực ở Tây Nam Cực có thể đã gần đến điểm tới hạn. Ví dụ, các kệ băng dọc theo bờ biển của Vùng biển Amundsen và Bellingshausen đang mỏng đi nhanh nhất và có các ban nhạc an toàn nhỏ nhất của Pháp, tất cả các kệ băng ở Nam Cực.

Để dự đoán khi nào dải an toàn của băng có thể bị mất, chúng ta cần phải thay đổi tương lai. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết tốt hơn về các quá trình loại bỏ băng từ tảng băng, chẳng hạn như tan chảy ở đáy của các tảng băng và bê băng.

Tan chảy bên dưới thềm băng là nguồn mất băng chính ở Nam Cực. Nó được điều khiển bởi sự tiếp xúc giữa nước biển ấm hơn và mặt dưới của các tảng băng.

Để tìm ra lượng băng sẽ mất đi trong tương lai, đòi hỏi phải có kiến ​​thức về việc các đại dương nóng lên nhanh chóng như thế nào, nơi những vùng nước ấm hơn sẽ chảy và vai trò của khí quyển trong việc điều chỉnh các tương tác này. Đó là một nhiệm vụ phức tạp đòi hỏi phải lập mô hình máy tính.

Dự đoán các thềm băng vỡ nhanh như thế nào và hình thành các tảng băng trôi ít được hiểu rõ và hiện là một trong những bất ổn lớn nhất trong mất mát hàng loạt ở Nam Cực trong tương lai. Phần lớn băng bị mất khi tảng băng trôi xảy ra trong phiên bản lẻ tẻ của những tảng băng cực lớn, có thể dài hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm km.

Thật khó để dự đoán chính xác khi nào và tần suất các tảng băng lớn sẽ vỡ ra. Các mô hình có thể tái tạo hành vi này vẫn đang được phát triển.

Các nhà khoa học đang tích cực nghiên cứu các khu vực này bằng cách phát triển các mô hình băng và đại dương, cũng như nghiên cứu các quá trình gây ra tổn thất hàng loạt từ Nam Cực. Những nghiên cứu này cần kết hợp các quan sát dài hạn với các mô hình: mô phỏng mô hình sau đó có thể được đánh giá và cải tiến, làm cho khoa học mạnh mẽ hơn.

Mối liên kết giữa các tảng băng, đại dương, băng biển và bầu khí quyển là một trong những yếu tố ít được hiểu nhất, nhưng quan trọng nhất ở điểm tới hạn của Nam Cực. Hiểu rõ hơn về nó sẽ giúp chúng ta dự đoán mực nước biển sẽ tăng lên bao nhiêu và cuối cùng là cách chúng ta có thể thích nghi.