Các nhà khoa học cảnh báo hiện tượng này đang đe dọa nghiêm trọng đến hệ sinh thái biển, chuỗi thức ăn và quá trình điều hòa khí hậu toàn cầu.
Ảnh hưởng lan rộng
Dựa trên dữ liệu vệ tinh kết hợp với các mô hình tính toán hiện đại, các nhà nghiên cứu xác định vùng nước nơi ánh sáng mặt trời và ánh trăng có thể xuyên thấu, vốn là điều kiện sống thiết yếu cho phần lớn sinh vật biển, đã bị thu hẹp đáng kể.
Cụ thể, từ năm 2003 đến 2022, hơn 20% diện tích đại dương trên thế giới ghi nhận mức độ giảm sáng đáng kể. Sự suy giảm này ảnh hưởng đến khoảng 75 triệu km2 diện tích biển, tương đương tổng diện tích của châu Âu, châu Phi, Trung Quốc và Bắc Mỹ cộng lại. Đáng lo ngại hơn, khu vực bị tác động chính là lớp nước bề mặt, nơi cư ngụ của tới 90% sinh vật biển.
TS Thomas Davies, chuyên gia bảo tồn biển tại Đại học Plymouth (Anh), nhận định: “Những phát hiện này là hồi chuông cảnh báo nghiêm trọng. Sự thay đổi không chỉ đe dọa các hệ sinh thái dưới nước mà còn có thể gây rối loạn chu trình chuyển hóa carbon và dinh dưỡng thiết yếu trong đại dương, cũng như tác động đến ngành thủy sản toàn cầu”.
Bằng việc áp dụng thuật toán đo cường độ ánh sáng trong nước biển, nhóm chuyên gia do TS Davies đứng đầu, phát hiện vùng sáng đã trở nên nông hơn đáng kể trên 21% diện tích đại dương toàn cầu trong vòng 20 năm. Đặc biệt, ở 9% vùng biển, độ sâu của vùng sáng giảm trên 50m. Ở 2,6%, độ sâu suy giảm trên 100m. Những con số trên cho thấy tác động lan rộng và có hệ thống.
Phần lớn sinh vật biển sinh trưởng trong “vùng sáng”, chỉ vùng nước bề mặt của đại dương đủ ánh sáng để quang hợp. Tuy ánh sáng mặt trời có thể xuyên tới độ sâu khoảng một km dưới mặt biển, trên thực tế, hầu hết các hoạt động sinh học diễn ra trong lớp nước dưới 200m.
Đây là nơi thực vật phù du, những sinh vật nhỏ bé có khả năng quang hợp, phát triển mạnh mẽ. Chúng là mắt xích khởi đầu cho gần như toàn bộ chuỗi thức ăn biển, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc sản sinh khoảng 50% lượng oxy của Trái đất.
Để đánh giá mức độ thay đổi của vùng sáng trong lòng biển, nhóm nghiên cứu đã tận dụng dữ liệu từ Ocean Colour Web của NASA. Bằng cách chia đại dương toàn cầu thành hàng triệu điểm ảnh (pixel) với kích thước 9 km, họ theo dõi sự biến động ánh sáng tại từng điểm cụ thể.
Cùng với đó, một thuật toán chuyên biệt được phát triển nhằm đo cường độ và độ xuyên sâu của ánh sáng trong nước biển, từ đó xác định chính xác độ sâu của lớp nước có ánh sáng đủ cho sinh vật biển sinh tồn.
Kết quả cho thấy những thay đổi đáng kể nhất về độ sâu vùng sáng tập trung tại đầu Dòng hải lưu Gulf Stream và khu vực quanh Bắc Cực và Nam Cực, những điểm nóng chịu ảnh hưởng rõ rệt nhất của biến đổi khí hậu toàn cầu.
Không chỉ các vùng biển xa khơi, hiện tượng nước biển tối màu cũng phổ biến ở các khu vực ven bờ và vùng biển nội địa như Biển Baltic. Tại đây, lượng mưa lớn từ đất liền mang theo trầm tích và chất dinh dưỡng đổ ra biển, thúc đẩy sự bùng nổ của thực vật phù du. Hệ quả là ánh sáng khả dụng cho các tầng nước sâu bị suy giảm nghiêm trọng.
Cạnh tranh để sinh tồn
Nguyên nhân khiến đại dương tối dần một phần đến từ việc ánh sáng khó xuyên qua lớp nước, đặc biệt tại các khu vực ven bờ. Đây là nơi nước lạnh giàu dưỡng chất dâng lên bề mặt hoặc nơi mưa lớn cuốn trôi phù sa, chất hữu cơ và trầm tích từ đất liền ra biển. Tuy nhiên, tại các vùng xa bờ, hiện tượng này dường như có liên hệ với biến đổi khí hậu toàn cầu và những thay đổi trong dòng hải lưu.
“Các khu vực như Nam Đại Dương hay dọc theo Dòng hải lưu Gulf Stream qua Greenland đang ghi nhận tốc độ tối dần rõ rệt, có khả năng do sự ấm lên và thay đổi tuần hoàn đại dương”, TS Davies cho biết.
Dù phần lớn bề mặt biển đang tối đi, nghiên cứu cũng phát hiện khoảng 10% đại dương, tương đương 37 triệu km2, có dấu hiệu sáng lên. Ví dụ, ngoài khơi phía Tây Ireland, một vùng biển rộng lớn trở nên sáng hơn, dù các khu vực xung quanh lại tiếp tục tối đi.
Tại Vương quốc Anh, bức tranh hiện lên với nhiều sắc thái tương phản. Theo nghiên cứu, các vùng như biển Bắc, biển Celtic, bờ Đông của Anh và Scotland, bờ biển xứ Wales cũng như khu vực phía Bắc biển Ireland đều ghi nhận xu hướng tối dần trong 2 thập kỷ qua.
Ngược lại, các vùng thuộc eo biển Manche và khu vực trải dài từ phía Bắc Scotland đến quần đảo Orkney lại cho thấy dấu hiệu tăng cường ánh sáng. Một chỉ báo cho thấy, sự phức tạp và tính khu biệt cao của hiện tượng này.
GS Tim Smyth, Trưởng khoa Khoa học Sinh địa hóa học biển tại Phòng thí nghiệm biển Plymouth, Anh, chia sẻ: “Đại dương năng động hơn rất nhiều so với suy nghĩ thông thường. Cường độ ánh sáng trong cột nước thay đổi liên tục theo từng giờ trong ngày, và nhiều loài sinh vật biển có khả năng cảm nhận ánh sáng cực kỳ nhạy bén, chịu ảnh hưởng sâu sắc từ các biến động này”.
Ông nhấn mạnh thêm, khi độ sâu của vùng sáng giảm khoảng 50m trên diện rộng, các loài phụ thuộc vào ánh sáng buộc phải tiến gần hơn tới mặt nước. Đó là nơi không gian sống vốn đã đông đúc, tài nguyên khan hiếm và cạnh tranh sinh tồn trở nên khốc liệt. Điều này có thể dẫn đến những thay đổi căn bản trong cấu trúc và chức năng của toàn bộ hệ sinh thái biển.
Trong bối cảnh trên, GS Oliver Zielinski, Giám đốc Viện Nghiên cứu Biển Baltic Leibniz (Đức) bày tỏ lo ngại: “Hiện tượng đại dương tối đi là một xu hướng đáng báo động. Nó có thể phá vỡ cấu trúc chuỗi thức ăn biển, làm thay đổi sự phân bố loài và suy giảm vai trò của đại dương trong việc bảo vệ đa dạng sinh học cũng như điều hòa khí hậu toàn cầu”.
Ông đặc biệt nhấn mạnh đến tầm quan trọng của các vùng biển ven bờ, nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp từ các hoạt động của con người và có vai trò thiết yếu đối với hệ sinh thái cũng như đời sống. Việc duy trì khả năng phục hồi của những vùng biển này sẽ là yếu tố then chốt để đảm bảo sức khỏe sinh thái và phúc lợi nhân loại trong tương lai.
