Băng biển Nam Cực không chỉ là thành phần chính của hệ sinh thái và môi trường tự nhiên vùng cực mà còn là yếu tố điều chỉnh quan trọng của hệ thống khí hậu Nam Đại Dương rộng lớn hơn. Bằng cách phản chiếu mạnh mẽ ánh sáng mặt trời và hạn chế trao đổi nhiệt giữa đại dương và khí quyển, băng biển giúp điều hòa thời tiết, khí hậu trong khu vực và toàn cầu. Do đó, hiểu rõ những gì kiểm soát mức độ và sự thay đổi của băng biển Nam Cực là rất quan trọng để cải thiện dự báo khí hậu và các mô hình khí hậu.

Kể từ khi bắt đầu quan sát vệ tinh, băng biển Bắc Cực có xu hướng giảm liên tục, trong khi tình hình ở Nam Cực từ lâu đã được coi là một "ngoại lệ": Băng biển Nam Cực nhìn chung đã mở rộng chậm trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, xu hướng này đột ngột trở nên tồi tệ hơn vào cuối năm 2015 - diện tích băng biển đột ngột giảm đáng kể và những biến động giữa các năm đã tăng lên đáng kể kể từ đó. Một nghiên cứu mới do Đại học Gothenburg dẫn đầu chỉ ra rằng sự thay đổi đột ngột này có liên quan chặt chẽ đến sự suy yếu cấu trúc phân tầng của Nam Đại Dương và những cơn bão mùa đông mạnh bất thường.

Nghiên cứu cho thấy trước năm 2015, có một lớp "nước mùa đông" tương đối lạnh dưới lớp băng biển Nam Cực, hoạt động giống như một "lớp đệm bảo vệ" để ngăn nước biển sâu hơn, nhiệt độ cao hơn dâng lên, do đó ngăn cản sự tan chảy nhanh chóng của băng từ bên dưới. Tuy nhiên, vào mùa đông năm 2015, bão ở Nam Băng Dương cực kỳ mạnh. Những cơn bão này đã khuấy động nước biển và làm suy yếu cấu trúc phân tầng nước lạnh ổn định ban đầu, khiến nước ấm sâu dễ dàng hòa trộn với nước lạnh phía trên, khiến băng biển tan nhanh trong thời gian ngắn.

Cấu trúc phân lớp này của nước biển là do sự khác biệt về nhiệt độ và độ mặn gây khó khăn cho việc trộn lẫn, quá trình này được gọi là "phân tầng". Ở Nam Cực, sự hình thành và tan chảy của băng biển làm cho lớp "nước mùa đông" phía trên trở nên trong lành hơn, tăng cường sự phân tầng của nó với lớp nước ấm hơn, mặn hơn bên dưới. Chính cấu trúc phân lớp này của nước biển đã giúp hỗ trợ cho sự giãn nở chậm rãi của băng biển Nam Cực cho đến năm 2015. Tuy nhiên, thời gian trôi qua, lớp nước sâu ở Nam Đại Dương tiếp tục ấm lên, lớp nước dày ban đầu vào mùa đông tiếp tục mỏng đi, đồng thời khả năng “cách nhiệt” băng biển của nó suy yếu, mở đường cho những vụ sụp đổ đột ngột sau đó.

“Qua gần 20 năm dữ liệu quan sát, chúng tôi nhận thấy lớp nước mùa đông ở nhiều khu vực rộng lớn ở Nam Đại Dương đã trở nên mỏng hơn đáng kể, điều này khiến nước ấm lên sâu có cơ hội tiến gần đến mặt biển. Cơn bão năm 2015 đã khuấy động nước biển, trộn lẫn nước ấm với lớp nước lạnh và lớp bảo vệ biến mất, do đó băng biển tan chảy với tốc độ kỷ lục", Theo Spira, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và là cựu nghiên cứu sinh tiến sĩ về hải dương học tại Đại học Gothenburg, cho biết. Spira) đã chỉ ra.

Do vị trí xa xôi và môi trường khắc nghiệt nên việc quan sát ở Nam Đại Dương là vô cùng khó khăn. Để có đủ dữ liệu, nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiều phương pháp quan sát tự động: một mặt, họ triển khai robot biển để tự động đo nhiệt độ và độ mặn, mặt khác, họ đeo cảm biến trên hải cẩu voi phương nam, cho phép những loài động vật có vú biển lớn này lặn xuống độ sâu hàng trăm mét để thu thập dữ liệu một cách “ngẫu nhiên” trong các hoạt động hàng ngày của chúng. Sau khoảng 10 tháng, cảm biến sẽ tự động tách ra khỏi con dấu và truyền dữ liệu trở lại cho các nhà nghiên cứu.

"Loại dữ liệu này rất có giá trị vì hải cẩu voi phương nam thường sống trong và xung quanh băng biển Nam Cực và có thể phản ánh trực tiếp sự phân tầng của nước biển ở đó. Nước mùa đông đóng vai trò như một 'cánh cổng' trao đổi nhiệt giữa đại dương sâu và bề mặt. Bằng cách định lượng vai trò của nó, nghiên cứu của tôi xác định một số quá trình quan trọng còn thiếu hoặc thể hiện kém trong các mô hình khí hậu hiện tại", Spira nói.

Công trình có tựa đề “Sự suy giảm băng biển ở Nam Cực do gió gây ra được mở đầu bởi sự mỏng đi của nước vào mùa đông” được công bố trên tạp chí Nature Climate Change vào ngày 18 tháng 3 năm 2026. Nghiên cứu nhấn mạnh rằng để hiểu xu hướng tiến hóa trong tương lai của băng biển ở Nam Cực, chúng ta không chỉ phải tập trung vào sự thay đổi bề mặt của băng biển mà còn cần chú ý đến sự nóng lên sâu ở Nam Đại Dương làm thay đổi cấu trúc phân tầng của nước biển và “mở đường” cho những cơn bão cực đoan, từ đó định hình lại băng biển. mẫu trong thời gian ngắn.

Từ góc độ khí hậu rộng hơn, phát hiện này có nghĩa là phản ứng của băng biển Nam Cực đối với sự ép buộc của khí hậu tự nhiên và do con người tạo ra có thể nhạy cảm hơn và phi tuyến tính hơn so với đánh giá trước đây. Một khi nước ấm sâu tiếp tục dâng lên và thường xuyên xuyên qua “lá chắn nước lạnh”, băng biển Nam Cực có thể nhanh chóng chuyển từ thay đổi chậm trong thời gian dài sang phân rã nhanh, mang lại sự bất ổn lớn hơn cho hệ sinh thái Nam Đại Dương, mực nước biển và hệ thống khí hậu toàn cầu, đồng thời cũng đặt ra yêu cầu cao hơn để cải thiện việc mô tả các quá trình đại dương trong các mô hình khí hậu.