Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Na Uy cho thấy bẫy nước biển ấm ẩn dưới thềm băng Nam Cực đang làm tan băng lục địa với tốc độ nhanh hơn nhiều so với dự kiến. Phát hiện này có thể viết lại mô hình dự đoán mực nước biển dâng toàn cầu. Nghiên cứu chỉ ra rằng nước tương đối ấm đang đẩy nhanh đáng kể quá trình tan chảy từ đáy thềm băng, khiến mực nước biển toàn cầu tăng nhanh hơn nhiều so với ước tính trước đây của cộng đồng khoa học.

Thải băng là những cấu trúc băng nổi khổng lồ kéo dài từ sông băng xuống biển. Chúng đóng vai trò rào cản quan trọng trong việc làm chậm dòng chảy của một lượng lớn băng trên đất liền vào đại dương. Một nhóm nghiên cứu có trụ sở tại Na Uy phát hiện ra rằng các cấu trúc kênh dài ở đáy thềm băng có thể tạo thành bẫy nước biển ấm và làm tăng đáng kể cường độ tan chảy ở một số khu vực cụ thể. Một khi các thềm băng này trở nên mỏng hơn và kém ổn định hơn, các sông băng phía sau chúng sẽ chảy vào đại dương nhanh hơn, đẩy nhanh đáng kể mực nước biển toàn cầu dâng cao vượt xa hầu hết các dự đoán hiện nay.

Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc đã xác định các thềm băng ở vùng cực không ổn định là mối đe dọa lớn về khí hậu, nhưng quá trình này vẫn khó hiểu và khó mô hình hóa đầy đủ. Nhóm nghiên cứu tập trung vào Thềm băng Finbrisson ở Đông Nam Cực và tiến hành phân tích chuyên sâu về cơ chế tan chảy dưới nước. Kết quả cho thấy hình dạng đáy thềm băng có tác động quan trọng đến sự tuần hoàn của nước biển bên dưới nó. Khi có cấu trúc kênh ở phía dưới, dòng nước sẽ hình thành một hệ tuần hoàn nhỏ, giúp nước ấm lưu lại trên bề mặt lớp băng thay vì chảy đi. Sự tích tụ nhiệt liên tục này làm tăng cường đáng kể quá trình nóng chảy.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng tốc độ tan chảy trong các kênh này có thể tăng cục bộ lên khoảng một bậc độ lớn. Tác giả chính của nghiên cứu Torey Hartmann từ Trung tâm Nghiên cứu Địa cực iC3 ở Tromsø, Na Uy, giải thích: “Chúng tôi nhận thấy rằng hình dạng của nền tảng băng không chỉ là một đặc điểm thụ động mà nó còn tích cực giữ nhiệt đại dương ở những vị trí quan trọng nhất đối với các tác động tan chảy”.

Hartmann cho biết: "Chúng tôi quan sát thấy dưới thềm băng Finbrisson, ngay cả một lượng nhỏ nước ấm cũng có thể làm tăng đáng kể sự tan chảy trong kênh. Kết quả là kênh có thể mở rộng và trong trường hợp xấu nhất là làm suy yếu sự ổn định của toàn bộ thềm băng", Qin Zhou, đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết thêm. Điều đáng ngạc nhiên là khi một kênh tồn tại ở chân thềm băng, ngay cả một dòng nước sâu ấm nhỏ cũng có thể có tác động rất lớn. Điều này có nghĩa là một số nhà khoa học thường nghĩ rằng thềm băng lạnh hơn có thể mỏng manh hơn dự kiến. "

Để nghiên cứu hiện tượng này, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các bản đồ chi tiết về dưới thềm băng Finnblissen với các mô hình máy tính có độ phân giải cao của khoang đại dương bên dưới nó. Nhóm nghiên cứu đã so sánh việc sử dụng mặt dưới thềm băng mịn với phiên bản mô phỏng bao gồm các kênh thực trong điều kiện đại dương lạnh hơn và ấm hơn một chút, một phương pháp cho phép họ tách biệt cách các kênh ảnh hưởng đến sự tuần hoàn, hòa trộn và tan chảy của nước. Công trình cũng tích hợp các quan sát thực địa trước đó trong khu vực. Các nhà nghiên cứu cho biết việc kết hợp các phép đo dài hạn với mô hình tiên tiến là rất quan trọng để hiểu được các đặc điểm quy mô nhỏ ẩn giấu bên dưới các thềm băng ở Nam Cực. Bản thân Hartmann đã dành hàng trăm ngày tiến hành nghiên cứu thực địa trên các thềm băng ở Nam Cực.

Các nhà khoa học cảnh báo rằng sự tan chảy mạnh hơn ở kênh có thể gây ra những chu kỳ nguy hiểm. Khi kênh đào sâu hơn và mở rộng, sự mỏng đi không đồng đều có thể xảy ra ở các phần của thềm băng, làm suy yếu cấu trúc tổng thể của thềm băng. Các thềm băng dễ vỡ không thể làm chậm dòng chảy của sông băng phía sau chúng một cách hiệu quả, có khả năng khiến nhiều băng trên đất liền chảy ra đại dương. Hartmann cảnh báo: “Các mô hình khí hậu hiện tại không nắm bắt được hiệu ứng này”. "Điều này có nghĩa là họ có thể đánh giá thấp mức độ nhạy cảm của các thềm băng 'lạnh' dọc theo bờ biển Đông Nam Cực trước những thay đổi nhỏ hoặc sự nóng lên của nước biển ven biển. Những thay đổi như vậy đã được quan sát thấy và dự kiến ​​sẽ tăng cường trong tương lai."

Phát hiện này có thể có ý nghĩa lớn đối với khoa học khí hậu và quy hoạch ven biển. Các nhà nghiên cứu cho biết các mô hình khí hậu và dải băng cần tính toán tốt hơn các quá trình tan chảy quy mô nhỏ này để cải thiện các dự đoán về mực nước biển trong tương lai. Những thay đổi trong dòng nước tan chảy cũng có thể ảnh hưởng đến sự lưu thông của đại dương và hệ sinh thái biển xung quanh Nam Cực. Bài báo nghiên cứu “Địa hình kênh khuếch đại khả năng tan chảy của các thềm băng lạnh ở Nam Cực” đã được công bố trên tạp chí Nature Communications. Nghiên cứu được đồng chủ trì bởi Tore Hartmann từ Trung tâm nghiên cứu vùng cực iC3 và Qin Zhou từ Akvaplan-niva. Cả hai nhà khoa học đều có trụ sở tại Tromso, thủ đô Bắc Cực của Na Uy.