Bắc cực - đại dương “bất thường”
Thử nghiệm được thực hiện với sự tài trợ từ Văn phòng Nghiên cứu Hải quân. Các nhà khoa học đã mô tả, “bom nhiệt hạch” dưới nước là một trong những cơ chế xuất hiện do sự nóng lên của toàn cầu.
Đây là nhân tố gây thay đổi bản chất của Bắc Băng Dương nhanh hơn gần như bất kỳ nơi nào khác trên Trái đất. Đó cũng là minh chứng cho thấy, băng ở biển Bắc cực - một nguồn ổn định khí hậu toàn cầu, có thể biến mất nhiều hơn trong năm.
“Tốc độ gia tăng hiện tượng băng tan ở Bắc cực khó có thể được dự đoán chính xác. Một phần là do tất cả các phản hồi cục bộ phức tạp giữa băng, đại dương và khí quyển. Công trình này cho thấy vai trò to lớn của nước ấm từ đại dương”, Jennifer MacKinnon - nhà khoa học, nhà hải dương học vật lý tại Scripps và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications. Trong khi đó, Tiến sĩ Yueng-Djern Lenn - chuyên gia hải dương học vật lý tại Trường Khoa học Đại dương của Đại học Bangor, cho biết: “Đó là một đặc ân cho chúng tôi khi cộng tác với các đồng nghiệp Mỹ. Nhờ đó, chúng tôi có thể thực hiện các phép đo sinh hóa trong thí nghiệm thực địa này”.
Cũng theo chuyên gia này, các chất dinh dưỡng và đồng vị dữ liệu do họ thu thập là vô cùng hữu ích để truy tìm nguồn gốc của hiện tượng băng tan. Đồng thời, cho phép các nhà khoa học khám phá tác động của động lực học chất lỏng đối với việc cung cấp chất dinh dưỡng sâu cho thực vật phù du từ các vùng biển thềm vào lưu vực biển Beaufort.
Bắc cực là một đại dương khác thường ở chỗ, nó được phân tầng thành nhiều lớp theo độ mặn thay vì nhiệt độ. Hầu hết các đại dương trên thế giới có nước ấm và nhẹ hơn ở gần bề mặt. Trong khi đó, nước sẽ lạnh, đặc hơn bên dưới.
Tuy nhiên, ở Bắc cực có một lớp bề mặt lạnh và trong, chịu ảnh hưởng từ dòng chảy và làm băng tan nhanh. Nước ấm, tương đối mặn đi vào từ Thái Bình Dương qua eo biển Bering và sau đó là hẻm núi Barrow ngoài khơi bờ biển phía Bắc của Alaska. Chúng hoạt động như một vòi phun khi nước chảy qua lối đi hẹp.
Vì nước mặn hơn, nên nó đủ dày để “hút chìm” hoặc lặn xuống dưới lớp bề mặt Bắc cực. Sự chuyển động này tạo ra những vùng nước đọng rất ấm ẩn mình dưới mặt nước. Các nhà khoa học nhận thấy, số lượng những vùng nước đọng ấm dưới bề mặt này đã tăng trong thập kỷ qua.
Những vùng nước đọng được gọi là “bom nhiệt hạch” này chỉ đủ ổn định để có thể tồn tại trong nhiều tháng hoặc nhiều năm. Chúng nằm bên dưới lớp băng chính gần cực Bắc. Sau đó, những vùng nước đọng này làm mất ổn định lớp băng đó, khi nhiệt của chúng khuếch tán dần và đều đặn lên trên để làm tan băng.
Các nhà nghiên cứu triển khai Fast CTD.ư
Cái nhìn chi tiết về quá trình
Trong một cuộc thám hiểm năm 2018 do Văn phòng Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ tài trợ, các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện một trong những sự kiện ấn tượng này.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kết hợp các công cụ hải dương học mới được phát triển bởi nhóm Động lực học Đại dương Đa tầng tại Scripps.
Các quan sát vệ tinh được phân tích bởi nhà nghiên cứu tại Đại học Miami. Hồ sơ dữ liệu được lập bởi Cơ quan Khí quyển và Đại dương quốc gia.
Trong khi đó, các mẫu sinh học được thu thập bởi các nhà khoa học Anh và Đức - những người làm việc trong một dự án mang tên “Thay đổi Bắc Băng Dương”. Ngoài ra, nhiều nhà khoa học tại một số tổ chức khác đã chịu trách nhiệm phân tích dữ liệu chi tiết.
Nhà hải dương học Matthew Alford của Scripps cho biết: “Thành công của nhóm làm nổi bật những quan điểm mới mà chúng ta có thể thấy về thế giới tự nhiên khi chúng ta nhìn nó theo những cách mới”.
Cũng theo chuyên gia này, cái nhìn chi tiết về các quy trình phức tạp điều chỉnh vận chuyển nhiệt ở Bắc cực sẽ không thể thực hiện được nếu không có nhiều bộ thiết bị. Trong đó, có thể kể đến viễn thám, cũng như máy định hình tự động được phát triển tại Scripps.
Các công cụ từ nhóm Scripps Multiscale Ocean Dynamics bao gồm cảm biến “Fast CTD” được tùy chỉnh. Nhờ đó, tạo các cấu hình nhanh từ con tàu. Ngoài ra, một “Wirewalker” tự động sử dụng năng lượng từ sóng biển để điều khiển các phép đo cấu hình.
Những công cụ này cho phép các nhà khoa học thu được hình ảnh có độ phân giải cao về quá trình phức tạp của đại dương. Từ đó, hiểu rõ hơn về cách chúng hoạt động chi tiết.
Công việc này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của sự hợp tác giữa nhiều tổ chức, giữa một số cơ quan tài trợ của Mỹ và các đối tác quốc tế.
Công việc hợp tác với các nhà khoa học ở Anh và Đức cho thấy, nước ấm dưới bề mặt đại dương cũng mang các đặc tính sinh hóa độc đáo vào Bắc cực. Sự kết hợp giữa sinh vật và hóa chất này được cho là sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với sự thay đổi của hệ sinh thái Bắc cực.
