Nghiên cứu kéo dài nhiều thập kỷ cho thấy những thay đổi ở Thung lũng khô Nam Cực và cho thấy sự biến đổi đáng kể của hệ sinh thái ở Nam Cực đang được tiến hành ngay bây giờ và sẽ tiếp tục bị ảnh hưởng bởi các sự kiện khí hậu trong tương lai.
Khung cảnh MDV (từ kho lưu trữ của tác giả) với hình ảnh vị trí trên lục địa Nam Cực. Hình ảnh thông qua NASA / Sinh thái tự nhiên và tiến hóa.
Nghiên cứu về khí hậu rất phức tạp và các nhà khoa học luôn cố gắng tìm hiểu khí hậu Trái đất tốt hơn. Tuần này, các nhà khoa học đã công bố kết quả nghiên cứu mới do Đại học Colorado Boulder dẫn đầu, cho thấy một mùa băng tan bất thường vào năm 2002 đã gây ra những thay đổi kéo dài hàng thập kỷ về đặc điểm vật lý và sinh học của Nam Cực khô McMurdo. Theo tuyên bố của các nhà khoa học
Các phát hiện cho thấy rằng ngay cả những sự kiện khí hậu đột ngột, ngắn ngủi có thể gây ra những thay đổi dài hạn ở các vùng cực mở ra trong khoảng vài năm và sau đó thay đổi quỹ đạo chung của một hệ sinh thái.
Nghiên cứu mới được công bố ngày 7 tháng 8 năm 2017 trên tạp chí đánh giá ngang hàng Sinh thái tự nhiên và tiến hóa.
Thung lũng khô McMurdo là khu vực không có băng lớn nhất ở Nam Cực. Với độ ẩm thấp và lượng mưa khan hiếm, khu vực này được coi là một sa mạc vùng cực. Quỹ khoa học quốc gia đã lãnh đạo một chương trình nghiên cứu tại Thung lũng khô McMurdo trong 25 năm, nghiên cứu những thay đổi dài hạn ở khu vực này. Chương trình nghiên cứu sinh thái dài hạn (LTER) đã cung cấp một hồ sơ liên tục trong nhiều thập kỷ về dữ liệu khí quyển và sinh thái từ địa điểm nghiên cứu chương trình tại Thung lũng khô.
Quang cảnh một cánh đồng băng gần khu vực nghiên cứu Thung lũng khô McMurdo ở Nam Cực. Ảnh qua Michael Gooseff.
Các nhà khoa học đã giải thích những gì họ đã quan sát thấy:
Giữa năm 1987 và 2000, khu vực MDV đã trải qua thời kỳ làm mát, trong đó có nghĩa là nhiệt độ mùa hè giảm dần trong khi bức xạ mặt trời tăng dần. Xu hướng dẫn đến những thay đổi dự kiến đối với hầu hết các biến số sinh học, bao gồm dòng chảy giảm và độ dày của lớp băng cố định trên hồ.
Tuy nhiên, vào năm 2002, Thung lũng khô McMurdo đã trải qua một mùa hè nắng và ấm bất thường, gây ra lượng nước tan băng lớn nhất kể từ năm 1969. Sự kiện đột ngột đã thúc đẩy nhiều thay đổi ở các hồ, suối và đất của Thung lũng khô McMurdo trong thập kỷ tiếp theo .
Michael Gooseff, một thành viên của Viện nghiên cứu về Bắc cực và núi lửa CU Boulder [(INSTAAR) là nhà điều tra chính cho dự án McMurdo Dry Valleys LTER. Anh nói:
Năm lũ này là điểm mấu chốt. Trước đó, tất cả các chỉ số vật lý và sinh học đã di chuyển theo cùng một hướng.
Tuy nhiên, thay vì thay đổi tương quan chặt chẽ, các phản ứng sinh học đối với mùa 2002 đã thay đổi và, trong một số trường hợp, bị tụt lại sau nhiều năm, các nhà khoa học cho biết. Ví dụ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một loài đất chiếm ưu thế trước đây đã tăng chậm sau năm lũ trong khi một loài hiếm hơn phản ứng tích cực hơn với xung độ ẩm và thấy sự gia tăng dân số tiến hành vào mùa hè tiếp theo. Ross Virginia, giám đốc của Viện nghiên cứu Bắc cực tại Đại học Dartmouth và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết:
Các hồ sơ dài hạn là điều cần thiết để hiểu cách thức và thời điểm các cộng đồng sinh vật có thể phản ứng với nhau hoặc như từng loài riêng lẻ khi phải đối mặt với những thay đổi đột ngột trong môi trường của chúng. Khi khí hậu thay đổi trong các thung lũng khô, các loại phản ứng và tương tác sinh học này sẽ định hình đa dạng sinh học trong tương lai của nó.
Paul Cutler, nhân viên chương trình NSF của hai LTER ở Nam Cực, lưu ý rằng những kết quả này nhấn mạnh giá trị của việc thu thập dữ liệu theo thang thời gian giảm dần:
Thế giới tự nhiên vận hành theo những cách phi tuyến tính và trên nhiều quy mô thời gian khác nhau, từ các chu kỳ hàng ngày đến các quá trình mất nhiều thế kỷ. Các LTER là công cụ đo lường và giải mã những phức tạp này để cung cấp hiểu biết cơ bản về hoạt động của hệ sinh thái và điều chỉnh dự đoán về tương lai của các hệ sinh thái quan trọng, đặc biệt là ở các khu vực như Thung lũng khô, nơi duy trì sự cân bằng sinh thái cổ xưa nhưng có tiềm năng.
Các phát hiện cho thấy sự biến đổi đáng kể của các hệ sinh thái ở Nam Cực đang được tiến hành ngay bây giờ và sẽ tiếp tục bị ảnh hưởng bởi các sự kiện khí hậu trong tương lai. Gooseff giải thích:
Một mùa nóng chảy duy nhất dẫn đến một mô hình không đồng bộ. Nó có thể là những sự kiện đột ngột, ngắn ngủi xảy ra trong ứng phó với biến đổi khí hậu gây ra những thay đổi dài hạn đối với các khía cạnh vật lý và sinh học của các hệ sinh thái cực.
Băng xanh và trắng trong McMurdo Sound. Hình ảnh thông qua Walter Andriuzzi / CSU.
Điểm mấu chốt: Một nghiên cứu mới được công bố dựa trên dữ liệu từ chương trình Nghiên cứu sinh thái dài hạn ở Nam Cực Thung lũng khô McMurdo cho thấy một sự kiện khí hậu ngắn hạn vào năm 2002 đã gây ra những thay đổi sinh thái dài hạn như thế nào.