Các nhà khoa học quan sát biến đổi khí hậu bằng cách đo lường mức độ phủ băng trên biển. Băng vùng cực (sea ice) là diện tích băng bao phủ Bắc Băng Dương tại một thời điểm bất kỳ nào đó. Băng đại dương đóng một vai trò quan trọng giúp phản xạ ánh sáng mặt trời vào không gian, điều chỉnh nhiệt độ không khí và nhiệt độ biển, luân chuyển nước biển, và duy trì môi trường sống cho động vật.
NASA và Trung tâm Dữ liệu Băng Tuyết Quốc gia (Hoa Kỳ) tại Boulder, Colorado, sử dụng vệ tinh để giám sát diện tích băng vùng cực. Qua nhiều thập kỷ, độ bao phủ băng vùng cực đã giảm đi rõ rệt, nhất là cuối mùa hè vừa rồi khi nó đạt mức thấp nhất trong năm. Băng vùng cực hình thành trong các tháng mùa đông, khi nước biển đóng thành những tảng băng trôi khổng lồ, sau đó sẽ tan ra một phần trong những tháng hè ấm áp. Chu kỳ này lặp đi lặp lại như vậy hàng năm.
Dưới đây là 5 dữ kiện giúp bạn hiểu hơn về băng vùng cực
Diện tích bao phủ băng vùng cực đang suy giảm
NASA luôn theo dõi diện tích bao phủ tối đa (thường vào tháng Chín) và tối thiểu (vào tháng Ba) hàng năm kể từ năm 1978. Tuy các số liệu về diện tích bảo phủ này mỗi năm mỗi khác, nhưng xu hướng chung rất rõ ràng: Băng ở Bắc Cực mỗi năm mỗi ít đi.
“15 năm trở lại đây, chúng tôi đã nhận thấy 15 số liệu thấp nhất về diện tích phủ băng tối thiểu.” Tiến sĩ Rachel Tilling, chuyên gia về băng vùng cực tại Đại học Maryland và Trung tâm Không gian Goddard của NASA, cho hay. “Mỗi năm chúng ta đã mất đi một phần diện tích tương đương bang Tây Virginia.”
Độ phủ tối thiểu của băng vùng cực đang suy giảm với tốc độ 13% mỗi thập kỷ. Tốc độ này đang có xu hướng gia tăng vì hiện tượng ấm lên toàn cầu gây ra bởi biến đổi khí hậu và chu kỳ phản hồi hiệu suất băng phản chiếu (ice-albedo feedback cycle). Hiệu suất phản chiếu là thuật ngữ mô tả khả năng phản chiếu của bề mặt băng đối với ánh sáng mặt trời. Việc điều hướng năng lượng mặt trời ra khỏi đại dương sẽ giữ cho nước biển nằm bên dưới đóng vai trò như một cai tủ lạnh đông đá. Khi băng vùng cực tan chảy, nước có màu sẫm sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời mà không có gì cản lại. Nước ấm lên thì băng lại tan nhanh hơn, tạo thành chu kỳ phản hồi hiệu suất băng phản chiếu.
Băng vùng cực giúp ngăn chặn khí quyển ấm lên
Băng vùng cực giống một tấm chăn, ngăn cách đại dương với khí quyển. Không chỉ phản chiếu lại ánh sáng Mặt Trời vào không gian, băng vùng cực còn giữ nhiệt trong đại dương, không cho lượng nhiệt ấy làm nóng bầu khí quyển bên trên.
Băng giữ được bao nhiêu nhiệt trong đại dương không chỉ tùy vào mức độ bao phủ của nó, mà còn phụ thuộc nhiều vào độ dày. Tiến sĩ Tilling nói.
Hằng năm, một phần băng sẽ tồn tại qua mùa hè. Đông đến, nước biển tiếp tục đóng băng, và nó trở thành tầng băng nhiều lớp qua các năm, mỗi năm lại dày hơn và cứng cáp hơn. Lớp băng của năm gần nhất nằm trên cùng sẽ mỏng hơn, dễ vỡ hơn, và dễ tan hơn, hay thậm chí dễ bị trôi dạt ra khỏi Bắc Băng Dương. Băng tan nhiều hơn mỗi năm thì tầng băng đa niên này sẽ càng khó tích tụ hơn. Kết quả là băng vùng cực sẽ non và mỏng, một tấm chăn mỏng khó lòng giữ ấm cho được.
Trong chuyên mục Climate Change của Dịch thuật Lightway:
Ấm lên toàn cầu là gì?
Những vấn đề chính về biến đổi khí hậu
Băng vùng cực tác động đến đời sống hoang dã trên cạn và dưới biển
“Băng vùng cực thay đổi tác động mãnh liệt tới một hệ sinh thái khổng lồ. Tiến sĩ Tilling nói. Khi băng tan chảy, những loài động vật như Cáo bắc cực, gấu bắc cực, và hải cẩu sẽ mất môi trường sống.
Đó là ở trên cạn, dưới nước cũng chịu tác động không kém.
Khi băng bao phủ mặt biển, chúng sẽ giữ muối cho đại dương bên dưới. Lớp nước biển mặn và đặc này sẽ chìm xuống đáy đại dương, và thế chỗ chúng sẽ là các tầng nước khác đỡ mặn hơn, giàu chất dinh dương hơn. Những dưỡng chất ấy có tính thiết yếu với thực vật phù du vi sinh, và những thực vật phù du này lại là nguồn thức ăn của cá và các loài động vật. Chu kỳ băng tan bình thường sẽ duy trì sinh lực cho vùng biển ở Bắc Băng Dương, từ các loài tảo cho tới những loài cá voi săn mồi khổng lồ.
Băng tan không góp phần tăng nước biển đáng kể
Vì băng vùng cực hình thành từ nước biển mà nó trôi giạt trên đó, nhưng nó cũng giống như cục nước đá trong ly nước của bạn. Nếu cục nước đá trong ly nước có tan hết, thì mực nước trong ly cũng không thay đổi. Vậy nên ta cần hiểu rằng, băng tan vùng cực không làm nước biển thay đổi đáng kể. Các vùng băng tan, chẳng hạn như Greenland hay các tảng băng Nam Cực mới thực sự góp phần gia tăng mực nước biển. Vì chúng là băng trên cạn, khi tan chảy sẽ xả nước xuống đại dương.
Vệ tinh giúp NASA giám sát Băng vùng cực
Băng Bắc Dương rất lạnh, con người khó có thể tiếp cận và nghiên cứu. Vậy nên Cơ quan giám sát khí hậu và Đại dương Quốc gia (Mỹ) của NASA, Cục Không gian châu Âu, và các cơ quan khác, quan sát và theo dõi vùng này từ không gian. Có hai loại công cụ chính được dùng để giám sát băng vùng cực.
Loại thứ nhất là các công cụ vi sóng thụ động (passive microwave). Chúng sẽ theo dõi diện tích bao phủ theo thời gian. Một loại các công cụ này được gắn trên các vệ tinh của NASA, NOAA, Bộ Quốc phòng Mỹ, và các đối tác quốc tế. Chúng đã theo dõi diện tích phủ băng vùng cực từ năm 1978 – tức đã hơn 40 năm.
“Các công cụ vi sóng thụ động đo mức phát tỏa vi sóng trên bề mặt.” Tiến sĩ Tilling cho hay. Phát tỏa vi sóng xảy ra một cách tự nhiên, và tính chất của nó khác với vi sóng của nước, nhờ thế các nhà khoa học có thể xác định chính xác cả hai loại từ năm này qua năm khác.
Loại công cụ thứ hai các các công cụ đo cao độ, dùng để tính toán độ dày của băng vùng cực. Vệ tinh Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) của NASA, phóng năm 2018, sử dụng tia laser để đo cao đội của băng và cao độ của nước. Lợi dụng mối quan hệ giữa hai số đo này (độ cao của băng trên mực nước biển sẽ tương ứng với độ sâu của nó dưới mực nước biển), các nhà khoa học có thể tính toán độ dày tổng thể của băng.
Các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục nghiên cứu Bắc Băng Dương để tìm hiểu về những hậu quả cục bộ và toàn cầu khi băng vùng cực tan chảy.
“Hành tinh của chúng ta có mối liên hệ mật thiết với vùng này, và bầu khí quyển kết nối qua nó.” Ts. Tilling nói. “Bắc cực đang biến đổi quá nhanh, đến nỗi chúng ta thậm chí còn chưa biết chính xác những thay đổi ấy sẽ tác động đến chúng ta thế nào. Chỉ biết là chắc chắn chúng sẽ có tác động.”
Alison Gold
Dịch từ NASA
