Sông băng tan chảy khiến việc nghiên cứu khí hậu trở nên khó khăn hơn

Các sông băng cung cấp rất nhiều thông tin về tình hình khí hậu trên thế giới. Nhưng khi chúng tan chảy, dữ liệu mà chúng cung cấp sẽ kém chất lượng hơn - và đẩy các nhà khoa học vào tình thế nguy hiểm khi đi thực địa.

Ảnh: Paul Souders / Getty Images 

Vào năm tới, một điểm thu thập dữ liệu trên sông băng Wolverine Glacier ở miền nam Alaska của Hoa Kỳ sẽ biến mất do băng tan chảy. Địa điểm, gần phần cuối của sông băng — có một cọc cân bằng mà Christopher McNeil, nhà địa vật lý của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, sử dụng để đo tốc độ tích tụ hoặc tan chảy của sông băng.

Băng và tuyết là những công cụ cực kỳ quan trọng để nghiên cứu về môi trường tự nhiên của chúng ta. Những lõi băng từ các cực và từ các sông băng trên khắp thế giới, được lưu trữ tại Cơ sở Lõi Băng của Quỹ Khoa học Quốc gia ở Denver, cho chúng ta thấy mọi thứ – từ khi các sự kiện núi lửa xảy ra cho đến việc hàng triệu năm trước có bao nhiêu carbon dioxide và methane trong khí quyển.

Các nhà nghiên cứu còn dựa vào tuyết để tìm hiểu lượng độc tố hoặc ô nhiễm trong môi trường của chúng ta hiện tại. “Tuyết là một phương tiện thực sự tuyệt vời để nghiên cứu”, Aleksandra Karapetrova, một sinh viên tốt nghiệp chương trình độc chất học môi trường tại Đại học California, Riverside, cho biết. Cô phụ trách công việc đo lượng vi nhựa rơi ra khỏi bầu khí quyển.

Nhưng trong bối cảnh lượng tuyết rơi ngày càng giảm và các sông băng tan chảy vì biến đổi khí hậu, các nhà nghiên cứu đang gặp khó khăn trong việc tiếp cận các công cụ nghiên cứu yêu thích của họ. Họ đang phải điều chỉnh các quy chuẩn, các biện pháp an toàn và các mô hình khoa học để phù hợp vớii những điều kiện thay đổi. Dữ liệu khó thu thập hơn, đồng thời kém nhất quán, khiến việc nghiên cứu và hiểu về thế giới tự nhiên càng trở nên khó khăn hơn.

Một thập kỷ trước, các nhà khoa học thực hiện các phép đo trên sông băng chỉ cần những kỹ năng leo núi cơ bản, như trượt tuyết và sử dụng giày chống trượt. Nhưng khi nhiệt độ ấm lên khiến miệng các khe núi mở rộng ra và cầu tuyết trở nên mỏng hơn, giờ đây họ cần phải có thêm nhiều kinh nghiệm và rành rẽ kỹ thuật leo núi. “Việc đi lại trên sông băng không chỉ khó khăn hơn mà còn nguy hiểm hơn”, McNeil chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu của anh ấy dành nhiều thời gian hơn để leo núi nối dây trên sông băng – một người sẽ được buộc dây với những người khác để đảm bảo an toàn khi vượt qua các địa hình hiểm trở. Nếu ai đó bị trượt chân trên dốc hoặc hụt chân xuống hố, những người khác trong đội sẽ níu giữ lại và trở thành chiếc neo để ngăn người kia rơi xuống. Điều này khiến việc di chuyển trên sông băng chậm hơn nhiều. Và khi một cây cầu tuyết bắc qua lối mòn trở nên mỏng đến mức không thể đi qua, thì các nhà nghiên cứu lại tốn thời gian hòng tìm kiếm một con đường khác để đến địa điểm thu thập dữ liệu.

Các địa điểm như vậy nằm trên khắp các sông băng và thường được đánh dấu bằng cọc cân bằng. Những chiếc cọc kim loại này — với các vạch đo — được cắm ở độ sâu đã biết trên sông băng. Sau đó, các nhà khoa học sẽ đến kiểm tra mức vạch nhiều lần trong năm để đo lượng băng đã tích tụ hoặc mất đi tại những điểm này. Nhưng khi băng tuyết tan chảy, việc tiếp cận các cọc có thể trở nên bất khả thi.

“Rất nhiều lần chúng tôi đi đến một cây cọc, chúng tôi có thể nhìn thấy nó, nhưng có một khe nứt rộng từ 10 đến 20 feet ngăn chúng tôi đến gần hơn”, Ben Pelto, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học British Columbia, cho biết. “Chúng tôi không có cách nào tiếp cận cái cọc. Việc này ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu và có thể gây nguy hiểm đến tính mạng của mọi người.

Các nhà nghiên cứu làm việc ngay trên đường băng tuyết (snowline – điểm mà trên đó tuyết và băng phủ quanh năm) trên núi còn phải đối diện với nhiều rủi ro hơn. Đối với Karapetrova, sự thay đổi lớn về nhiệt độ có thể dẫn đến đá rơi hoặc tuyết lở, khiến việc di chuyển trên những ngọn núi gần Hồ June ở California, để thu thập mẫu tuyết trở nên cực kỳ nguy hiểm.

Các nhà nghiên cứu đều đề cập đến việc họ phải dời mùa lấy mẫu lên sớm hơn hoặc phải làm việc nhanh hơn trong ít tháng hơn vì mùa hè sẽ dài hơn và ấm hơn. Công việc thu thập mẫu của Karapetrova đã bị giới hạn trong tháng 6 và tháng 7, trong khi trước đây các nhà khoa học có thể thu thập vào tháng 8. Jason Geck, một phó giáo sư tại Đại học Thái Bình Dương Alaska chuyên nghiên cứu về băng hà, thường đưa sinh viên đi thu thập các mẫu trên sông băng Eklutna gần Anchorage vào tháng 5 hằng năm — nhưng anh ấy đã phải chuyển chuyến đi năm nay sang tháng 4 vì quá trình tan chảy diễn ra sớm hơn dự định.

“Thật tuyệt khi có thể đưa một số sinh viên đến sông băng trong hai hoặc ba tuần để các em thu nhặt được kinh nghiệm thực tế”, anh bày tỏ. “Bây giờ thì chuyến đi bị rút ngắn lại thành một ngày. Nhìn từ góc độ giáo dục, thật tiếc cho các em ấy”. Geck đã sử dụng máy bay trực thăng để di chuyển thay vì đi bộ đường dài hoặc trượt tuyết, nhằm đảm bảo tính hiệu quả và sự an toàn cho sinh viên – tuy nhiên việc này sẽ tác động tiêu cực đến khí hậu.

Tính nhất quán của dữ liệu

Khi các nhà khoa học khó tiếp cận các địa điểm trên núi cao và sông băng, điều khiến họ lo lắng nhất là khó đảm bảo được tính nhất quán của dữ liệu. Chỉ cần dịch chuyển các địa điểm thu thập dữ liệu vài trăm mét hoặc từ mặt này của sông băng sang mặt khác của sông băng thôi cũng có thể tạo ra sự khác biệt. Một số khu vực của sông băng có nhiều bóng râm hơn, dốc hơn hoặc nhiều gió hơn, điều này làm thay đổi tốc độ tuyết tích tụ và băng tan.

Tổn thất dữ liệu ngày càng lớn. Một trạm thời tiết trên sông băng Gulkana ở phía Đông dãy Alaska, nơi đã tham gia thu thập dữ liệu thời tiết từ những năm 1960, sẽ ngừng hoạt động trong ba năm tới. Khi sông băng tan dần, việc tiếp cận trạm trở nên quá khó khăn và nguy hiểm. Các nhà khoa học sẽ lắp đặt một trạm thời tiết mới cách sông băng vài dặm, song rất khó để có thể thay thế những giá trị mà trạm cũ mang lại. “Bất kỳ dữ liệu dài hạn nào cũng đều có giá trị”, Geck nói.

Nỗi sợ lớn nhất của anh ấy là một ngày nào đó anh ấy sẽ thấy chiếc cọc cân bằng nằm nghiêng vì tuyết đã tan quá nhiều, khiến nó không thể đứng thẳng được. “Thật đáng sợ khi bạn nhìn thấy chiếc cọc nằm trên mặt đất”, Geck ước tính mỗi khi một chiếc cọc đổ xuống, đồng nghĩa với khoảng 1.000 USD giá trị lao động, thiết bị và kiến thức tan vào hư không. Anh ấy đã bắt đầu đặt máy quay tua nhanh thời gian để theo dõi tình hình, nếu chúng đổ xuống, anh ấy có thể áng chừng được thời gian và vẫn trích xuất được một số thông tin.

Theo McNeil, dữ liệu nhất quán trong thời gian dài là yếu tố cần thiết nếu muốn thực hiện một nghiên cứu chính xác và thuyết phục. Việc phải liên tục thay đổi địa điểm thu thập đồng nghĩa với quá trình hiệu chỉnh hồ sơ và tốn thêm nhiều thời gian để đưa ra kết luận hợp lý. “Nó khiến dữ liệu của bạn kém chất lượng hơn một chút”. Các mô hình mà các nhà khoa học tạo ra để hiểu điều gì đang xảy ra trên toàn bộ hệ thống — cho dù đó là sông băng, núi, băng tuyết hay khí quyển — đang dần trở nên lỗi thời do khí hậu thay đổi, dẫn đến mất dữ liệu.

Trên các sông băng, Pelto và nhóm của ông đang thực hiện các cuộc khảo sát thường kỳ để điều chỉnh các phép đo băng trên thực địa. Quá trình thu thập dữ liệu của họ diễn ra trên các phần bằng phẳng, an toàn của sông băng. Nhưng phần lớn sông băng giờ đây bị bao phủ bởi các khe nứt, nhiều đoạn băng bắt đầu tan chảy. Do đó, các mô hình mà Pelto sử dụng cần được cập nhật dữ liệu thường xuyên để đảm bảo tính chính xác.

“Khi xây dựng mô hình, các nhà khoa học phải tính đến việc khí hậu đang thay đổi”, Karapetrova cho biết. “Nó khiến câu chuyện mà bạn đang muốn truyền tải trở nên phức tạp hơn, và khiến công việc dự báo tương lai sẽ càng thêm phần khó khăn hơn”.

Trong bối cảnh các nhà khoa học tại sông băng đang chật vật trước biến đổi khí hậu, thì công việc của các nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực khảo cổ học băng hà lại có phần thuận lợi hơn. Khoảng 10% diện tích đất của hành tinh được bao phủ bởi băng giá, và khi băng tan, các sinh vật cổ đại cũng hiện ra. Ở miền nam Chile, các nhà khoa học phát hiện hàng chục bộ xương gần như hoàn chỉnh của loài Thằn lằn cá (Ichthyosaur) gần sông băng Tyndall. Bên cạnh đó, còn có các loài bò sát biển sống giữa kỷ Tam Điệp và kỷ Phấn Trắng, kéo dài từ 66 triệu đến 250 triệu năm trước. Một phát hiện khảo cổ đáng chú ý ở Yakutia – nước cộng hòa ở đông bắc Siberia, là xác của voi ma mút lông xoăn, tê giác lông xoăn, bò rừng thảo nguyên và sư tử hang động. Những con thú đã tuyệt chủng này nằm lơ lửng trong những tảng băng suốt ít nhất chín thiên niên kỷ. Đối với các nhà khảo cổ học băng hà, thật trớ trêu khi lĩnh vực nghiên cứu của họ là một trong số ít những lĩnh vực hưởng lợi từ biến đổi khí hậu. Tuy vậy, nếu băng và tuyết tan quá nhanh, chúng cũng dễ bị phân huỷ khi tiếp xúc với yếu tố môi trường.

Đinh Cửu tổng hợp

Nguồn:

It’s Hard to Do Climate Research When Your Glacier Is Melting

The US Mountain West Could Soon Face Snowless Winters