Một nghiên cứu mới cho thấy, không chỉ khối lượng thềm băng ở Nam Cực giảm, mà tổn thất đã tăng tốc trong thập kỷ qua.
Thềm băng Nam Cực Nam Cực được chụp ảnh vào tháng 10 năm 2011 từ máy bay nghiên cứu DC-8 của NASA trong chuyến bay Chiến dịch IceBridge. Michael Studinger / NASA
Bởi Laurence Padman, Nghiên cứu Trái đất và Không gian; Fernando, Đại học California, San Diegovà Helen Amanda Fricker, Đại học California, San Diego
Hỏi mọi người những gì họ biết về Nam Cực và họ thường đề cập đến lạnh, tuyết và băng. Trên thực tế, có rất nhiều băng ở Nam Cực đến nỗi nếu tất cả tan vào đại dương, mực nước biển trung bình trên toàn thế giới sẽ tăng khoảng 200 feet, gần bằng chiều cao của một tòa nhà 20 tầng.
Điều này có thể xảy ra không? Có bằng chứng rằng, vào những thời điểm khác nhau trong quá khứ, có ít băng ở Nam Cực hơn ngày nay. Ví dụ, trong một thời kỳ ấm áp kéo dài được gọi là liên vùng Eppy khoảng 100.000 năm trước, Nam Cực có lẽ đã mất đủ băng để nâng mực nước biển lên vài mét.
Các nhà khoa học nghĩ rằng nhiệt độ trung bình toàn cầu hồi đó chỉ ấm hơn khoảng hai độ F so với hiện nay. Giả sử chúng ta tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch và thêm khí nhà kính vào khí quyển, nhiệt độ toàn cầu dự kiến sẽ tăng ít nhất hai độ F vào năm 2100. Điều đó sẽ làm gì với dải băng ở Nam Cực? Thậm chí một mét mực nước biển dâng trên toàn thế giới - nghĩa là, chỉ làm tan chảy một phần năm mươi tảng băng - sẽ gây ra sự dịch chuyển lớn của dân cư ven biển và cần đầu tư lớn để bảo vệ hoặc di dời các thành phố, cảng và cơ sở hạ tầng ven biển khác.
Băng rời khỏi Nam Cực vào đại dương thông qua các tảng băng, đó là các cạnh nổi của tảng băng. Chúng tôi hy vọng rằng bất kỳ thay đổi nào đối với dải băng gây ra bởi những thay đổi trong đại dương sẽ được cảm nhận trước tiên bởi các kệ băng. Sử dụng dữ liệu vệ tinh, chúng tôi đã phân tích cách các thềm băng ở Nam Cực đã thay đổi trong gần hai thập kỷ. Bài báo của chúng tôi được xuất bản trên Science cho thấy rằng không chỉ khối lượng thềm băng giảm xuống mà các tổn thất đã tăng nhanh trong thập kỷ qua, kết quả cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách khí hậu trong tương lai của chúng ta sẽ ảnh hưởng đến dải băng và mực nước biển.
Cork trong chai rượu sâm banh
Mối liên hệ giữa thay đổi nhiệt độ toàn cầu và mất băng từ dải băng Nam Cực không đơn giản. Chính nó, nhiệt độ không khí có ảnh hưởng khá nhỏ đến khối băng, vì phần lớn nó đã ở dưới mức đóng băng.
Hóa ra, để hiểu về sự mất băng, chúng ta cần biết về những thay đổi của gió, tuyết rơi, nhiệt độ và dòng hải lưu, băng biển và địa chất dưới những tảng băng. Chúng tôi không có đủ thông tin về bất kỳ điều nào trong số này để xây dựng các mô hình đáng tin cậy để dự đoán ứng phó với băng thay đổi.
Chúng ta biết rằng một điều khiển quan trọng đối với sự mất băng từ Nam Cực là những gì xảy ra khi dải băng gặp đại dương. Khối băng ở Nam Cực thu được băng khi tuyết rơi. Dải băng trải dưới sức nặng của chính nó tạo thành sông băng và những dòng băng chảy từ từ xuống dốc về phía đại dương. Một khi chúng nhấc ra khỏi lớp vỏ và bắt đầu nổi, chúng trở thành kệ băng. Để giữ cân bằng, các kệ băng phải đổ băng mà chúng thu được từ dòng chảy sông băng và tuyết rơi cục bộ. Chunks vỡ ra để tạo thành tảng băng và băng cũng bị mất từ đáy bằng cách tan chảy khi nước biển ấm áp chảy dưới nó.
Sơ đồ của một thềm băng ở Nam Cực cho thấy các quá trình gây ra sự thay đổi âm lượng được đo bằng vệ tinh. Băng được thêm vào thềm băng bởi các sông băng chảy ra khỏi lục địa và do tuyết rơi nén lại tạo thành băng. Băng bị mất khi các tảng băng vỡ ra khỏi mặt băng và do tan chảy ở một số vùng khi nước ấm chảy vào khoang đại dương dưới thềm băng. Dưới một số thềm băng, nước tan và lạnh mới dâng lên đến mức nó chảy lại trên thềm băng. Xem lớn hơn | Tín dụng hình ảnh: Helen Amanda Fricker, Giáo sư, Viện Hải dương học Scripps, UC San Diego
Một kệ băng hoạt động hơi giống nút chai trong chai rượu sâm banh, làm chậm các dòng sông băng chảy từ mặt đất vào nó; các nhà khoa học gọi đây là hiệu ứng đóng vai. Các quan sát gần đây cho thấy khi các tảng băng mỏng hoặc sụp đổ, dòng sông băng chảy từ đất liền vào đại dương tăng tốc, góp phần làm tăng mực nước biển. Vì vậy, hiểu những gì làm cho kệ băng thay đổi kích thước là một câu hỏi khoa học quan trọng.
Xây dựng bản đồ kệ băng
Bước đầu tiên để hiểu về các kệ băng là tìm ra mức độ và tốc độ chúng đã thay đổi trong quá khứ. Trong bài báo của chúng tôi, chúng tôi hiển thị các bản đồ chi tiết về sự thay đổi của các tảng băng trên khắp Nam Cực dựa trên 18 năm từ 1994 đến 2012. Dữ liệu được lấy từ các phép đo liên tục về chiều cao bề mặt được thu thập bởi ba vệ tinh đo độ cao radar của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Bằng cách so sánh độ cao bề mặt tại cùng một điểm trên thềm băng vào các thời điểm khác nhau, chúng ta có thể tạo ra một bản ghi về sự thay đổi chiều cao băng. Sau đó chúng ta có thể chuyển đổi điều đó thành thay đổi độ dày bằng cách sử dụng mật độ băng và thực tế là các kệ băng nổi.
Các nghiên cứu trước đây về sự thay đổi độ dày và khối lượng thềm băng đã đưa ra mức trung bình cho các thềm băng riêng lẻ hoặc xấp xỉ các thay đổi về thời gian vì đường thẳng phù hợp trong khoảng thời gian ngắn. Ngược lại, nghiên cứu mới của chúng tôi đưa ra các bản đồ độ phân giải cao (khoảng 30 km x 30 km) về sự thay đổi độ dày ở các bước thời gian ba tháng cho giai đoạn 18 năm. Tập dữ liệu này cho phép chúng ta thấy tốc độ pha loãng khác nhau giữa các phần khác nhau của cùng một thềm băng và giữa các năm khác nhau.
Bản đồ này cho thấy mười tám năm thay đổi về độ dày và khối lượng của các thềm băng ở Nam Cực. Tốc độ thay đổi độ dày (mét / thập kỷ) được mã hóa màu từ -25 (pha loãng) đến +10 (độ dày). Các vòng tròn biểu thị phần trăm độ dày bị mất (màu đỏ) hoặc thu được (màu xanh) trong 18 năm. Vòng tròn trung tâm phân định khu vực không được các vệ tinh khảo sát (phía nam 81,5) S). Dữ liệu gốc được nội suy cho mục đích lập bản đồ. Tín dụng hình ảnh: Viện Hải dương học Scripps, UC San Diego
Chúng tôi thấy rằng, nếu các xu hướng gần đây tiếp tục, một số kệ băng sẽ mỏng đi đáng kể trong nhiều thế kỷ, làm giảm khả năng của chúng để phá vỡ dải băng. Các kệ băng khác đang thu được băng, và do đó có thể làm chậm sự mất mát của băng từ mặt đất.
Khi chúng tôi tổng hợp các khoản lỗ xung quanh Nam Cực, chúng tôi thấy rằng sự thay đổi về khối lượng của tất cả các thềm băng gần như bằng không trong thập kỷ đầu tiên của kỷ lục của chúng tôi (1994-2003), nhưng trung bình, hơn 300 km khối mỗi năm đã bị mất giữa năm 2003 và 2012.
Mô hình gia tốc trong mất băng khác nhau giữa các vùng. Trong nửa đầu của kỷ lục, tổn thất băng từ Tây Nam Cực gần như được cân bằng bởi lợi ích ở Đông Nam Cực. Sau khoảng năm 2003, khối lượng thềm băng ở Đông Nam Cực ổn định và tổn thất ở Tây Nam Cực tăng nhẹ.
Sự thay đổi các yếu tố khí hậu như tuyết rơi, tốc độ gió và lưu thông đại dương sẽ dẫn đến các mô hình khác nhau về độ dày thềm băng thay đổi theo thời gian và không gian. Chúng ta có thể so sánh các ngón tay của người Viking về các yếu tố này với các bản đồ mới, rõ ràng hơn nhiều của chúng tôi để xác định các nguyên nhân chính, có thể khác nhau ở các khu vực khác nhau quanh Nam Cực.
Bộ dữ liệu 18 năm của chúng tôi đã chứng minh giá trị của các quan sát dài và liên tục của các kệ băng, cho thấy các bản ghi ngắn hơn không thể nắm bắt được sự biến thiên thực sự. Chúng tôi hy vọng rằng kết quả của chúng tôi sẽ truyền cảm hứng cho những cách suy nghĩ mới về cách đại dương và bầu khí quyển có thể ảnh hưởng đến các thềm băng và, thông qua chúng, mất băng từ Nam Cực.
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers.
Đọc bài viết gốc.