Băng biển đóng một vai trò quan trọng trong việc phản chiếu ánh sáng Mặt Trời từ Trái Đất trở lại không gian, điều hòa nhiệt độ đại dương và không khí, lưu thông nước biển và duy trì môi trường sống của con người cũng như động thực vật.
Biển băng chiếm khoảng 7% bề mặt Trái Đất và khoảng 12% bề mặt đại dương. Các nhà khoa học thường đưa ra dự báo và cảnh báo về sự thay đổi khí hậu toàn cầu thông qua các phép đo vệ tinh đối với bề mặt băng biển.
NASA và Trung tâm Dữ liệu Băng tuyết Quốc gia (NSIDC) ở Boulder, Colorado, sử dụng vệ tinh để quan sát mức độ băng trên biển. Trong vài thập kỷ qua, lượng băng trên biển Bắc Cực đã giảm mạnh qua từng năm, đặc biệt là vào cuối mùa hè - thời điểm băng ở mức tối thiểu trong năm. Băng biển hình thành trong những tháng mùa đông lạnh giá, khi nước biển đóng thành những khối băng nổi khổng lồ, sau đó tan một phần vào những tháng mùa hè ấm áp. Chu kỳ này lặp đi lặp lại hàng năm.
Dưới đây là năm sự thật giúp chúng ta hiểu rõ hơn về băng biển ở Bắc Cực.
-
Băng biển đang ngày càng suy giảm
Kể từ năm 1978, lượng băng biển tối thiểu thường vào tháng 9 và tối đa thường vào tháng 3 hàng năm. Mặc dù số liệu chính xác có thể thay đổi theo từng năm, nhưng xu hướng chung rất rõ ràng: Bắc Cực đang mất dần băng biển.
-
- Vào năm 2021, lượng băng ở biển Bắc Cực thấp thứ 12 trong kỷ lục. (Hình ảnh của Đài quan sát Trái đất của NASA do Joshua Stevens thực hiện)
Tiến sĩ Rachel Tilling, nhà khoa học về băng biển tại Đại học Maryland và Trung tâm Hàng không Vũ trụ Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland cho biết: “Trong 15 năm qua, chúng tôi đã chứng kiến 15 mức băng biển tối thiểu. Mỗi năm, chúng ta mất một khu vực băng biển có diện tích gần bằng Tây Virginia”.
Mức băng biển tối thiểu ở biển Bắc Cực hiện đang giảm với tốc độ 13,1% qua mỗi thập kỷ. Tốc độ có thể sẽ tăng nhanh do sự ấm lên của biến đổi khí hậu và chu kỳ phản hồi băng-albedo. Albedo là một hiệu ứng xảy ra khi tia nắng mặt trời chiếu vào một bề mặt và những tia này được quay trở lại không gian vũ trụ. Chuyển hướng năng lượng mặt trời cách xa khỏi đại dương giúp nước biển bên dưới lớp băng giữ nhiệt tốt hơn. Khi băng biển tan ra, nước biển có màu sẫm hơn rồi lại được hấp thụ ánh sáng mặt trời. Nước ấm hơn sẽ làm tan chảy thêm băng, tạo ra chu kỳ phản hồi băng-albedo.
-
Băng biển giúp ngăn chặn sự nóng lên của bầu khí quyển
Theo tiến sĩ Tilling, băng biển đóng vai trò như một "tấm chăn" ngăn cách đại dương với khí quyển. Ngoài việc ngăn cách ánh sáng mặt trời, băng biển còn giữ nhiệt cho đại dương, ngăn không cho không khí nóng lên. Ông cho biết: “Khả năng giữ nhiệt của băng trong đại dương không chỉ phụ thuộc vào mức độ mà còn phụ thuộc vào độ dày của băng.
Hàng năm, một số băng còn tồn tại sau mùa hè. Khi mùa đông đến, với lượng nước đóng băng thêm vào khiến chúng trở nên dày hơn và cứng hơn "băng nhiều năm". Băng hình thành hãng năm mỏng hơn và có khả năng bị tan chảy, đứt gãy hoặc thậm chí bị cuốn ra khỏi Bắc Cực.
Hàng năm, với lượng băng tan nhiều hơn như ngày nay, lượng băng tái sinh ít hơn và phải kéo dài trong nhiều năm. Kết quả, băng ở biển Bắc Cực vẫn non và mỏng như trước đây, khiến nó trở thành một tấm chăn kém hiệu quả hơn.
Video là sự kết hợp của hồ sơ vệ tinh và dữ liệu sonar, các nhà khoa học NASA đã xây dựng một hồ sơ 60 năm về độ dày băng biển ở Bắc Cực. Hiện tại, băng ở biển Bắc Cực là lớp băng nhỏ nhất và mỏng nhất kể từ khi họ bắt đầu lưu trữ dữ liệu. Hơn 70% băng biển ở Bắc Cực hiện là theo mùa, có nghĩa là nó phát triển vào mùa đông và tan chảy vào mùa hè, nhưng không kéo dài từ năm này sang năm khác. Băng theo mùa này tan nhanh hơn và dễ vỡ hơn, khiến nó dễ bị ảnh hưởng bởi gió và các điều kiện khí quyển. (Video: NASA / Katy Mersmann)
-
Biển băng ảnh hưởng đến động vật hoang dã ở Bắc Cực cả trên nước và dưới nước
Khi các tinh thể băng hình thành trên bề mặt nước biển, chúng sẽ thải dần muối vào trong nước biển. Do vậy phần nước phía dưới các tảng băng biển thường mặn hơn nhiều do có hàm lượng muối cao. Lượng nước biển giảm ở một số vị trí sẽ được bù đắp bằng sự chuyển động tăng lên ở các vị trí khác, dẫn đến nguồn nước dồi dào dinh dưỡng lưu thông lên bề mặt. Những chất dinh dưỡng này rất cần thiết cho thực vật phù du vô cùng nhỏ, và những thực vật phù du này lại là thức ăn của cá và động vật. Chu kỳ đóng băng, tan băng thường xuyên giúp đời sống của động thực vật ở Bắc Cực dưới nước phát triển mạnh mẽ, từ tảo biển đến cá voi sát thủ.
Nhưng khi băng biển giảm, hệ sinh thái khổng lồ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Các loài động vật như cáo Bắc Cực, gấu Bắc Cực và hải cẩu mất đi môi trường sống tự nhiên.
-
Mực nước biển dâng không phải do băng biển tan
Băng biển hình thành từ nước biển, do băng nhẹ hơn nước nên thường nổi trên bề mặt nước. Băng biển hoạt động tương tự như một khối đá trong cốc nước. Đá không làm mực nước trong cốc thay đổi khi nó tan chảy. Do vậy, mực nước biển cũng không thay đổi một cách đột ngột khi băng biển tan ở Bắc Cực.
Nhưng nếu băng tan trên đất liền, chẳng hạn từ các tảng băng ở Greenland hoặc Nam Cực, những khối băng đó khi tan sẽ góp phần làm tăng mực nước biển. Đó là bởi vì khi băng trên đất liền tan chảy, nó giải phóng nước trước đó bị giữ lại trên đất liền và thêm vào lượng nước trong đại dương.
-
NASA theo dõi băng biển bằng vệ tinh
Vệ tinh đo độ cao trên đất liền, đám mây và băng của NASA-2 (ICESat-2) sẽ cung cấp cho các nhà khoa học các phép đo độ cao để tạo ra bức tranh toàn cầu về chiều thứ ba của Trái đất, thu thập dữ liệu có thể theo dõi chính xác những thay đổi của địa hình bao gồm cả các sông băng, biển băng và rừng. (Video: NASA / Ryan Fitzgibbons)
Bắc Băng Dương là nơi khó tiếp cận nên NASA, Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA), Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cùng các cơ quan khác đã chuyển thiết bị theo dõi đến vị trí thuận lợi hơn trong không gian để quan sát và thu thập dữ liệu. Hai loại thiết bị thường được sử dụng để theo dõi băng biển là thiết bị vi sóng thụ động và dụng cụ đo độ cao.
Thiết bị vi sóng thụ động cho phép theo dõi mức độ băng theo thời gian. Một loạt các thiết bị này trên các vệ tinh được hỗ trợ bởi NASA, NOAA, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và các đối tác quốc tế, các nhà khoa học sử dụng những thiết bị này để theo dõi mức độ băng ở biển Bắc Cực hơn 40 năm qua, kể từ năm 1978 cho đến nay.
Tiến sĩ Tilling cho biết: “Thiết bị vi sóng thụ động đo sự phát xạ vi sóng trên các bề mặt. Sự phát xạ vi sóng xảy ra tự nhiên vì đặc điểm của băng biển khác với nước, cho phép các nhà khoa học xác định vị trí chính xác các khối băng từ năm này qua năm khác”.
Loại thứ hai là dụng cụ đo độ cao, có thể được sử dụng để ước tính độ cao và độ dày của băng biển. Thiết bị từ vệ tinh đo độ cao của băng, mây và đất liền-2 (ICESat-2) của NASA, được phóng vào năm 2018, sử dụng tia laser để đo độ cao của băng và độ sâu của nước. Sử dụng các mối quan hệ về độ cao của lớp băng trên bề mặt nước với độ sâu của lớp băng bên dưới nó, các nhà khoa học có thể tính toán độ dày của từng khối băng.
Các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu Bắc Cực để tìm hiểu thêm về hậu quả gây ra cục bộ và toàn cầu của việc mất dần băng biển.
Tiến sĩ Tilling nhấn mạnh: “Hành tinh của chúng ta được kết nối một cách chặt chẽ. Bắc Cực đang có những thay đổi, sự thay đổi diễn ra nhanh chóng đến nỗi chúng ta thậm chí còn chưa biết chính xác những thay đổi ở đó sẽ tác động đến chúng ta như thế nào. Tôi tin các nhà khoa học sẽ sớm tìm ra giải pháp”.
Tác giả: Alison Gold
Theo Nasa
May May biên dịch.
