MOSAiC: Bộ dữ liệu vô giá về hiện tượng ấm lên toàn cầu
Kéo dài một năm với tổng kinh phí 150 triệu USD, Đài quan sát nổi Đa ngành phục vụ Nghiên cứu Khí hậu Bắc Cực (MOSAiC) sẽ là chuyến thám hiểm Bắc Cực có quy mô lớn nhất và thời gian dài nhất để tìm hiểu tác động của hiện tượng ấm dần lên ở nơi này đối với cuộc sống con người.
Môi trường nghiên cứu khắc nghiệt
600 nhà nghiên cứu từ 19 quốc gia đang ráo riết chuẩn bị cho một cuộc thám hiểm khắc nghiệt với những đêm vùng địa cực, nơi thiếu ánh sáng Mặt trời, bão lớn và nhiệt độ có thể xuống tới mức gần âm 45oC. Đó là lý do tại sao nhà khoa học khí quyển Markus Rex, người dẫn đầu đoàn thám hiểm Bắc Cực, phải suy nghĩ đến tất cả những tình huống rủi ro với cuộc hành trình. “Chúng tôi lên kế hoạch cho toàn bộ những trường hợp có thể xảy đến, thậm chí là trường hợp khi bị lạc mất tàu,” ông nói, mặc dù ông không nghĩ rằng nó có thể xảy ra.
Khởi hành từ Tromsø, Na Uy vào ngày 20/9/2019, con tàu tự định vị theo dòng chảy qua các vùng địa cực, rồi thả trôi, neo vào tảng băng trong một năm, trôi dạt về phía Bắc đảo Greenland (Đan Mạch). Phần lớn cuộc thám hiểm sẽ diễn ra trên một tàu phá băng của Đức có tên Polarstern, nhưng bốn tàu phá băng hỗ trợ do Thụy Điển, Nga và Trung Quốc cung cấp sẽ định kỳ vận chuyển người, thiết bị, nhu yếu phẩm.
Những nhà khoa học tham gia vào chặng nghiên cứu diễn ra trong suốt đêm vùng cực sẽ phải tiến hành nghiên cứu của mình một cách cẩn trọng. Các nhà sinh thái học nghiên cứu thực vật phù du và tảo sẽ chỉ được sử dụng đèn phát ánh sáng đỏ (ánh sáng trắng có thể phá vỡ các mẫu hình theo mùa của chúng). Những người canh gác phải đeo kính bảo hộ nhìn đêm để theo dõi, đề phòng gấu Bắc cực. Những hoạt động vào ban ngày sẽ được tổ chức chặt chẽ để đảm bảo duy trì nhịp sinh học của tất cả các thành viên trên tàu.
Điều gì khiến cho chuyến đi nhọc nhằn này trở nên đáng giá?
Nhiệt độ Bắc Cực đang ấm dần lên, và nó không chỉ tác động đến những tảng băng trôi trên biển. “Bắc Cực là khu vực nơi rất nhiều yếu tố của thời tiết được hình thành,” Rex nói. “Hiểu rõ về Bắc Cực sẽ giúp chúng ta hiểu về các kiểu thời tiết trái mùa, khắc nghiệt.”
Sự tương phản giữa không khí lạnh và không khí nhiệt đới ấm áp ngay giữa cực, giúp
cho dòng tia cực (polar jet stream) thổi đều trên bán cầu Bắc. Khi sự chênh lệch nhiệt độ đó giảm xuống, dòng tia bị yếu đi, và một khối không khí lạnh xoáy được gọi là xoáy cực (polar vortex) có thể tạo ra những luồng không khí lạnh lẽo về phía Nam. Các chuyên gia cho biết, dòng tia yếu hơn này là một phần nguyên nhân của đợt rét đột ngột khiến nhiều vùng ở Hoa Kỳ lạnh hơn cả Bắc Cực trong mùa đông vừa qua. Nghiên cứu cũng còn chỉ ra mối liên hệ giữa một dòng tia yếu hơn với các đợt nóng kỷ lục và lũ lụt.
“Sau cùng, toàn bộ kế hoạch này là để cải thiện các mô hình khí hậu của chúng tôi,” Matthew Shupe, một nhà khoa học Trái đất tại Đại học Colorado và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hệ thống Trái đất của Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA), người tham gia vào cuộc thám hiểm, cho biết. “Chúng tôi sẽ nghiên cứu được nhiều hơn về các quá trình vật lý khí quyển, điều này sẽ giúp chúng tôi cải thiện khả năng dự đoán của mình,” ông nói.
Vào năm 2008, Shupe từng tham gia vào chuyến thám hiểm Bắc Cực kéo dài trong vòng sáu tuần, lần thám hiểm ấy ông cảm tưởng như công việc nghiên cứu đã kết thúc từ trước khi bắt đầu. Một năm sau đó, Shupe bắt đầu nung nấu ý định theo đuổi một hành trình thám hiểm Bắc Cực dài hơi trong vòng một năm. “Tôi không biết băng từ đâu đến [và] nó sẽ về đâu sau khi chúng tôi rời đi,” ông nói. Một năm thực hiện các phép đo chính xác và theo dõi các thay đổi theo mùa có thể cung cấp cho họ dữ liệu ban đầu cần thiết để tạo ra các mô hình khí hậu, qua đó cho chúng ta biết điều gì có thể xảy ra khi điểm cực của thế giới ấm lên.
Lần này Shupe sẽ quan sát các chòm mây. “Có rất nhiều điều kỳ thú về các đám mây ở Bắc Cực — các hiệu ứng bức xạ và hiệu ứng trên bề mặt nguồn năng lượng của chúng, những yếu tố đó sẽ quyết định đến các hiện tượng như đóng băng và tan băng,” ông cho biết.
Chúng ta sẽ được xem trọn vẹn những thước phim về cách các lớp băng được hình thành và phát triển,” Don Perovich, một nhà vật lý về băng biển ở Dartmouth, người tham gia vào chặng thứ năm của cuộc thám hiểm, cho biết. Ông muốn biết về những gì xảy ra với lượng nhiệt được đại dương hấp thụ. Liệu nó có làm tan chảy phần dưới của băng? Hay các cạnh bên của khối băng? Hoặc có thể nó bị mắc lại trong lòng đại dương, và rồi nó có thể sẽ gây ảnh hưởng đến sự hình thành băng vào năm sau đó, tạo ra một vòng lặp tuần hoàn, đẩy nhanh tốc độ ấm lên toàn cầu. “Đây là một câu hỏi mà tôi đã đặt ra từ khi viết luận án tiến sĩ vào năm 1983, tôi đã suy nghĩ về nó trong một thời gian dài,” ông cho biết.
Quá trình chuẩn bị của các nhà nghiên cứu
Nghiên cứu trên băng là một thách thức về thể chất, và trong trường hợp có tình huống khẩn cấp xảy ra trong hoặc ngoài tàu, những người tham gia không thể nhận được hỗ trợ ngay lập tức. Đó là lý do tại sao những người lên tàu Polarstern phải vượt qua một chương trình huấn luyện nghiêm ngặt, nơi họ được huấn luyện về chữa cháy, di tản bằng tàu mô phỏng, và thậm chí là sử dụng súng trường trong trường hợp bị gấu Bắc Cực tấn công.
“Tôi còn lạ gì những chú gấu Bắc Cực nữa,” Hans Honold, người phụ trách canh chừng gấu Bắc Cực cho chặng đầu tiên của chuyến đi, cho biết. Honold từng phục vụ trong lực lượng vũ trang Đức, về sau ông trở thành chuyên gia dẫn đường ở vùng núi và địa cực. Ông cho rằng đêm vùng cực có thể sẽ là thách thức về mặt tâm lý, nhưng quãng thời gian xa nhà kéo dài thì chắc chắn sẽ trở thành nỗi ám ảnh thường trực. Tại mỗi trạm nghiên cứu trên băng, Honold và nhóm của ông sẽ xây dựng một hàng rào dài hai dặm bảo vệ vòng ngoài. Ở đó, ông sẽ ngồi với kính bảo hộ nhìn đêm, chăm chú vào đường chân trời. Nếu phát hiện ra một con gấu, cả nhóm phải lập tức quay trở lại tàu. Nếu họ không có đủ thời gian, con tàu sẽ hú còi để hù dọa gấu.
Nếu khẩu súng bắn pháo sáng (không gây sát thương) và bình xịt hơi cay đều không có tác dụng, họ sẽ buộc phải sử dụng đến súng trường – phương án sau chót mà không một ai mong muốn, Honold nhấn mạnh. “Với một con gấu Bắc Cực, chúng ta không thể lường trước được điều gì,” ông cho biết. “Một số thì rất nguy hiểm, nhưng hầu hết chỉ tò mò và muốn biết chuyện gì đang diễn ra – ‘thứ này ăn được không nhỉ?’”
Những thử thách khác trong chuyến thám hiểm sẽ đến từ việc sống trong những khu vực bị đóng kín, phải chia sẻ không gian với người lạ và vượt qua quãng thời gian xa người thân. “Chúng tôi không có nhà tâm lý học nào trên tàu, nhưng những người dẫn đầu hành trình đã học qua một số khóa đào tạo để xử lý các tình huống căng thẳng cực độ và những người lâm vào trạng thái gần như khủng hoảng,” Rex nói. “Chúng tôi hiểu rằng mỗi người đều cần nương tựa vào nhau.
Polarstern còn được trang bị phòng tắm hơi, hồ bơi và phòng tập thể dục để lấp đầy những khoảng thời gian lãng phí ngắn ngủi.
Di sản cho thế hệ sau
Perovich ví cuộc thám hiểm MOSAiC với chuyến đi Bắc Cực nổi tiếng năm 1896 do nhà thám hiểm người Na Uy Fridtjof Nansen dẫn đầu, với tham vọng trở thành người đầu tiên đến Bắc Cực. Mặc dù không thành công, nhưng con tàu Nansen ngày trước đã trôi dạt theo cùng một dòng chảy mà Polarstern ngày nay sẽ thực hiện. Theo ông, “đây là cuộc thám hiểm lớn đầu tiên về Bắc Băng Dương, ở một Bắc Băng Dương khác hẳn mà chúng ta từng biết đến”.
“Di sản để lại chính là dữ liệu. Chúng tôi sẽ thu thập bộ dữ liệu đáng kinh ngạc này với hy vọng mọi người sẽ sử dụng nó trong nhiều thập kỷ tới.” ông nói thêm. “Chúng tôi mong muốn có thể dự đoán được những gì sắp xảy ra. Để làm được điều đó, trước tiên chúng tôi phải quan sát được những gì đang xảy ra, từ đó tìm hiểu lý do đằng sau những biến đổi đó.”
Nguồn: https://www.nationalgeographic.com/environment/2019/09/inside-training-for-mosaic-largest-arctic-expedition-in-history
